SIGMA-NOT - PORTAL INFORMACJI TECHNICZNEJ - Największa baza artykułów technicznych online

Elektronika, Energetyka, Elektrotechnika
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY
Zeszyt 2019-1

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY

Miesięcznik ISSN 0033-2097, e-ISSN 2449-9544 - rok powstania: 1919
Czasopismo Stowarzyszenia Elektryków Polskich (SEP)

Zeszyt 2019-1

kup! (PDF) - 61.50 zł »

Dostęp do Wirtualnej Czytelni - archiwalne e-zeszyty czasopisma

kup! - 12h za 73.80 zł »

kup! - 4h za 43.05 zł »

kup! - 1h za 24.60 zł »

Numerical Analysis of the Electromagnetic Brake DOI:10.15199/48.2019.01.01

Iztok BRINOVAR Gregor SRPČIČ Bojan ŠTUMBERGER Miralem HADŽISELIMOVIĆ Sebastijan SEME

Introduction Electromagnetic brakes (EMBs) are most commonly used in elevators, trains, lifting cranes, automotive industry, mining and wind power plants for braking or stopping the rotors of electrical machines. Generally speaking electromagnetic brakes are electrically activated but transmit torque mechanically [1]. The advantages of EMBs compared to conventional mechanical brakes are:  large braking torques,  stable braking at high temperatures,  fast response times (accurate engaging and clean releasing),  low noise and cheaper production. Because of these advantages the number of manufacturers and providers of EMBs on the market is increasing. According to the principle of operation we know mechanical, hydraulic, air, vacuum and EMBs. The EMBs can be further classified according to the principle of operation or according to the type of a power source (AC or DC). According to the principle of operation we know:  steel spring EMBs,  single or multiple disc EMBs,  hysteresis EMBs,  f particle EMBs and  eddy current EMBs. The principle of operation is similar for these types of EMBs, they differ only in the way of creating the braking torque [2]. This paper consequently presents a numerical analysis of a DC EMB with steel springs. It consists of a [3]:  magnetically nonlinear iron yoke, &#61 więcej » Czytaj za darmo! »

Numerical modelling of linear generators DOI:10.15199/48.2019.01.02

Gregor SRPČIČ Iztok BRINOVAR Miralem HADŽISELIMOVIĆ Bojan ŠTUMBERGER Sebastijan SEME

Linear electric machines are devices that directly produce or exploit linear movement. They have become commercially better known between years 1970 and 1980, when there were huge efforts to build a MAGLEV train for carrying passengers, which would be driven by linear synchronous motors. Linear machines are used in many other applications, as they have many good properties, such as high accelerations and decelerations, high thrust forces, high precision and reproducibility of the position [1]. Eric R. Laithwaite wrote that a linear electric machine is easiest to imagine as a rotary machine, of which stator and rotor are cut and unrolled in the plane [2]. Stator and rotor in a rotary electric machine become primary and secondary in a linear machine. Primary is the part of the machine which is supplied with electric current. Secondary is the part of the machine, with permanent magnet excitation system, a squirrel cage or magnetic saliency. All types of linear machines can have different topologies. In general there are two different geometry types; tubular and flat geometry type. Both geometries may have a long or short secondary or primary. Flat linear motors can be one-sided or double-sided [3]. Some most common applications where linear motors are used are sliding doors, swing doors, elevators, pneumatic hammers, electromagnetic pumps, electromagnetic flow meters, automation and robotics [4]. Lineat motor topologies The linear electric machine is represented as a rotary machine, which has been cut and unrolled in a plane. The rotor becomes the secondary; above it the unrolled stator represents the primary. Such a structur więcej » Czytaj za darmo! »

Determining the dwell time constraint for switched 􀤒􀮶 filters DOI:10.15199/48.2019.03.03

Zsolt HORVÁTH András EDELMAYER

Switched systems for purpose of nonlinear control have been studied extensively in the two past decades and useful results are now available, see e.g. [1], [2], [3], [4] and [5]. As it was stated by several authors e.g. (Liberzon and Morse in 1999, Hespana in 2004, Chen and Saif in 2004, Colaneri in 2008,) the asymptotic stability can be ensured when we switch slow enough between the subsystems, more precisely the intervals between two consecutive switchings -called dwell time-, are large enough. This problem has been specially addressed in the synthesis of switched state estimator of Luenberger type, e.g. (Prandini in 2003, Chen and Saif in 2004) and it is also a crucial part in our objective of the designing a switched linear 􀣢􀮶 fault detection filter. In earlier researches different methods have been proposed for determining the minimum dwell time, see [4], [6], [7], [8], [9] and [10]. The most commonly used and powerful algorithms, like e.g. the representation based on Kronecker products (Geromel and Colaneri, 2006) or Logic- Based Switching Algorithms (Hespana, 1998), are based on multiple Lyapunov functions and expressed in form of linear matrix inequalities (LMIs), see in [6], [7], [9], [10] and [11]. Since we deal with 􀣢􀮶 filtering, the basic Lyapunov theorem needs to be extended to cope with performance requirements such as the root mean square (RMS) property of a switched system, which corresponds normally to determining an upper bound of the minimum dwell time. To this aim, in our research we consider a method used by (Geromel and Colaneri, 2008) for 􀣢􀮶 nonlinear control and we have adopted it to the classical 􀣢􀮶 detection filtering problem, see in [12], [13], [14], [15] and [16]. More exactly, the concept of the switched 􀣢􀮶 control in [7] can be associated to the switched 􀣢􀮶 filtering problem by duality and więcej » Czytaj za darmo! »

Porównanie wyników badania zagęśzczenia gleby uprawnej metodą penetrometryczną i georadarową DOI:10.15199/48.2019.01.04

Tadeusz JULISZEWSKI Paweł KIEŁBASA Mirosław ZAGÓRDA Sylwia TOMECKA Jerzy KARCZEWSKI Akinsunmade AKINNIYI

Identyfikacja anomalii w profilu glebowym w warunkach produkcyjnych pomimo wielu zaawansowanych metod pomiarowych nadal stanowi wyzwanie dla naukowców. Szczególnie dotyczy to nieinwazyjnych metod, które mogą być stosowane bez względu na stopień rozwoju roślin, również te wykonywane ze statków powietrznych. Wyodrębnienie obszarów na powierzchni pola jest bardzo złożone i wymaga zaawansowanych środków technicznych potrafiących realizować swoje funkcje w czasie rzeczywistym. Uwzględnić należy wiele czynników a dużym wyzwaniem jest jak największe uproszczenie wyznaczania granic tych obszarów na podstawie jednego czynnika i określenie jego korelacji ze zmiennością danego parametru produkcyjnego [1]. Niektóre parametry gleby są zmienne w czasie i przestrzeni i uchwycenie tej zmienności metodami tradycyjnymi jest czasochłonne, pracochłonne i kosztowne. Z tego powodu powstało wiele technologicznie zaawansowanych urządzeń, dzięki którym w trybie pomiaru ciągłego (on-the-go) z wykorzystaniem detekcji zbliżeniowej (proximal sensing) można w czasie rzeczywistym pozyskać duże ilości danych w warunkach polowych [2]. Procesy o charakterze przypadkowym są zasadniczo bardziej złożone niż procesy uwarunkowane [3], dlatego należy je traktować z większą uwagą. Bergeijk i in. [4] wykorzystali orkę do zbierania informacji o właściwościach gleby, natomiast Mouazen i in. [5] stosowali głębosz, jako czujnik zagęszczenia, a Sirjacobs i in. [6] zastosowali głębosz, jako narzędzie wzorcowe do mapowania pola. Bajla i in. [7] mierzyli opór penetracji gleby poziomym penetrometrem, konkludując, że zastosowana metoda może być wykorzystana do szybkiego określenia stanu gleby dla celów rolnictwa precyzyjnego oraz do prognozowania oporów roboczych narzędzi stosowanych w rolnictwie. Tóth i in. [8] zastosowali do badania zmienności glebowej nóż mierzący opór poziomy gleby, w kilku punktach profilu glebowego. Obecnie powszechnie stosuje się penetrometry stożk więcej » Czytaj za darmo! »

SAR optimization for multi-dipole antenna array with regard to local hyperthermia DOI:10.15199/48.2019.01.05

Piotr GAS Arkadiusz MIASKOWSKI

Hyperthermia (HT) is defined as the phenomenon of natural or artificial increase in temperature of whole body or its specific parts such as tissues or organs [1]. A natural HT results from the impairment of the body's thermoregulatory system, which leads to defect the heat dissipation mechanism and, as a result, to heat accumulation in dysfunctional tissue. An artificial HT involves increasing the temperature in the target area to values 40-45°C [2] or even higher (socalled thermal ablation) [3], under the influence of external heat sources (eg. hot water or wax baths) or different EMF applicators including various-type solenoids, coils, antennas or their multi-element arrays [1, 2]. The main task of artificial HT is thermal damage of malignant cells that are more sensitive to high temperature than normal cells. The main reason for this is the fact that the cancer tissue is highly vascularized but the tumor vessels are unable to growth their cross-sections during heating and remove excess heat as in the case of healthy tissues. Therefore, the tumor heats up much faster than the surrounding tissues with the same power of RF or MV applicators [1]. The challenge of modern hyperthermia is to design such HT systems that selectively heat only cancerous tissue, keeping intact healthy tissues [4]. Developing research connected with the EM energy usage results in the emergence of novel radiating elements [5] that allow for constant and controlled EMF exposure conditions [6, 8]. Importantly, the use of high frequencies limits the area of tissue penetration [1]. Simultaneously, the combination of several probes in the antenna matrix allows to increase the EM energy accumulation in the target volume [9]. By utilizing several EMF sources with the appropriate power, amplitude and phase control of the power supply signals, the required heat focusing within the deep-seated tumors can be achieved [10, 11]. For better targeting the EM energy więcej » Czytaj za darmo! »

IT reliability and the results of accredited laboratories functioning in Poland DOI:10.15199/48.2019.01.06

Agnieszka BIEŃKOWSKA Katarzyna TWOREK

Previous research carried out in research and reference laboratories operating in Poland and having an accredited management system were related to many aspects of their functioning. In particular, in 2010-2017, empirical studies were carried out aimed at: analysis of the process and effects of implementation of management systems according to ISO / IEC 17025, also in the context of the time of use of these systems (Bieńkowska, 2012), identification of TQM compliance in laboratories (Bieńkowska, 2013), analysis of the relation between TQM maturity and results obtained by laboratories (Bieńkowska, 2015), or discussion on the process of building relationships based on trust (Bieńkowska et al., 2017). One of the current aspects of laboratories operations is the use of information technology (IT) in the process of shaping the quality of the research service. Nowadays it is obvious that the collection, processing and transfer of data is not possible without proper IT support (Bieńkowska & Tworek, 2018). For this reason, the aim of this study is to diagnose the use of IT solutions in research and reference laboratories operating in Poland. The paper describes the results of empirical studies conducted among 84 laboratories. They constitute research material allowing to verify the hypothesis: the higher is the IT reliability in research and reference laboratories, the higher are the measurable benefits obtained by these units in all areas of their functioning. 1. The Quality Of The Research Service And The Use Of It In The Process Of Its Development The quality of research and reference services is obtained by the laboratory as a result of the implementation of activities included in the process of its provision. This process, in general, includes both technical and managerial activities. Technical activities relate to individual phases of the service implementation, i.e. from the moment of identifying the customer's needs and e więcej » Czytaj za darmo! »

Zaawansowane mechanizmy wymiany i przetwarzania danych w środowisku SQL Server i Azure SQL Database z użyciem standardu JSON DOI:10.15199/48.2019.01.07

Paweł DRZYMAŁA Henryk WELFLE

W pracy zaprezentowano możliwości przechowywania, przetwarzania i wymiany danych JSON (JavaScript Object Notation) w środowisku SQL Server 2016 i SQL Database, które wykorzystywane są w szeroko rozumianych aplikacjach biznesowych. Coraz więcej danych JSON przechowywanych jest i przetwarzanych w środowiskach bazodanowych, zarówno bazach relacyjnych i nierelacyjnych (NoSQL). SQL Server 2016 i SQL Server Database nie zawiera specyficznego dla JSON typu danych, tak jak jest to dla typu danych XML. Do przechowywania danych JSON wykorzystuje się typ NVARCHAR. Istnieją natomiast elementy języka T-SQL, dzięki którym praca z JSON jest znacznie bardziej wydajna. Zastosowanie indeksów pozwala na wydajne sortowanie i filtrowanie danych, które przechowywane są we właściwościach dokumentów w formacie JSON. Bez implementacji indeksów założonych na danych w formacie JSON, środowisko SQL Server wykonuje pełne skanowanie tabeli za każdym razem, gdy dane są pobierane. Nie należy bezpośrednio indeksować kolumn z danymi w formacie JSON, gdyż taki indeks nie jest użyteczny. Natomiast często interesujące wydają się tzw. właściwości występujące w formacie JSON. Wykorzystuje się wtedy kolumny obliczane typu ‘computed’ w celu indeksowania elementów. Jest to prosty i skuteczny sposób zapewnienia odpowiedniej wydajności przetwarzania do tego typu struktur. Wbudowane funkcje do przetwarzania danych w formacie JSON W środowisku SQL Server nie występuje typ danych JSON. Do przechowywania danych w tym formacie wykorzystuje się dostępny standardowy typ NVARCHAR, stosowany np. przy określaniu typu kolumn w definicjach tabel: - do składowania danych formatu JSON w bazie, - w definicji zmiennych - do przetwarzania dokumentów w postaci declare @json nvarchar(MAX), - jako wartości zwracanych przez funkcję lub parametry procedur składowanych. Polecenie do tworzenia struktury do składowania danych formatu J więcej » Czytaj za darmo! »

Efektywne przetwarzanie i integracja dużych zbiorów danych w środowisku Hadoop DOI:10.15199/48.2019.01.08

Paweł DRZYMAŁA Henryk WELFLE Agnieszka DRZYMAŁA

Pojęcie Big data ma zastosowanie wszędzie tam, gdzie dużej ilości danych cyfrowych towarzyszy potrzeba zdobywania nowych informacji lub wiedzy. W 2001 roku META Group opublikowała raport, który opisuje Big Data w modelu 3V: - Volume - duża ilość danych, - Velocity - duża zmienność danych, - Variety - duża różnorodność danych, Model ten w późniejszym okresie został rozszerzony o czwarte V: - Value - weryfikacja posiadanych danych. Istnieje umowny podział wolumenów danych na dwa typy: - dane w ruchu - są to tzw. strumienie informacji (np. komentarze Twitter/Facebook, dane giełdowe, pochodzące z czujników - np. do przewidywania pogody lub pomiaru życiowych oznak noworodków czy też położenia produktów lub pojazdów), - dane w spoczynku - są to tzw. oceany informacji (np. logi, poczta, media społecznościowe itp.), czyli dane, które nie zmieniają się już w czasie ale są składowane na nośnikach informacji. Około 80% danych na świecie jest bez ściśle zdefiniowanej struktury. Obecnie co 2 dni wytwarzamy tyle danych, ile ludzkość wyprodukowała od początku cywilizacji do początku XXI wieku. Takich danych zazwyczaj nie można w standardowy sposób przetworzyć z użyciem metod znanych z baz relacyjnych stąd pojawiło się pojęcie Big Data. W celu sprostania wyzwaniom opracowany został nowy rodzaj technologii ogólnie zwany Big Data. Wiele z tych nowych technologii zostało zgrupowanych pod pojęciem NoSQL. Wyzwania związane z dużymi zbiorami danymi są następujące: problem przechwytywanie tych danych, czas trwania i ich aktualności, analiza i problem przeszukiwania tak, by wydobyć istotną informację, dzielenie danych i ich agregowanie, transfer z wykorzystaniem sieci teleinformatycznej, prezentacja. Badania firmy Gartner wykazało, że tylko 1 do 15% przedsiębiorstw w pełni wykorzystuje zalety dużych zbiorów danych. Ale te przedsiębiorstwa, którym się uda analiza dużych zbiorów zgromadzonych danych, uzyskają przewagę nad nieprzygotowaną k więcej » Czytaj za darmo! »

Assessment of the impact of the micro wind turbine on the power quality in the distribution network DOI:10.15199/48.2019.01.09

Marek GAŁA Andrzej JĄDERKO

The current regulations applicable to non-business energy users state that a microgeneration plant can be connected free of charge to the distribution grid after reporting such an intention to a regional distribution company. Additionally, various funds can be obtained to finance investments into Renewable Energy Sources (RES). These factors are responsible for the visibly growing interest in RES, especially photovoltaic systems and wind turbines, equipped with inverter systems, control systems and protection systems [1, 2, 12]. The massive increase in the number of microgeneration plants can however cause significant problems for the distribution grid, including aggravation of energy quality. Because of this, microgeneration plants connected to the grid should meet a number of technological requirements, as well as conditions specified by grid operators in the relevant instructions, e.g. [9] and [3], in accordance to applicable standards and regulations [4, 5, 6, 10]. In the next sections of this paper characteristics of the wind turbine MEW-10 are presented, followed by selected measurement results of electrical energy quality generated by this unit. Characteristic of a wind turbine The wind turbine type MEW-10 consists of a vertical axis wind turbine (VAWT) with a three-blade rotor of the H-Darrieus type, a disc slow-rotation permanent magnet synchronous generator (PMSG) and a controller together with protection systems. The rated power obtained by the wind speed 12 m/s is 10 kW. If the wind speed exceeds this value, the power is constrained by the control system [11]. The maximal rotational speed of the rotor is about 140 rpm. A number of empirically obtained characteristics of the MEW-10 are presented in Table 1. Table 1. Basic characteristics of the MEW-10 wind turbine Vw (m/s) P (W) rpm Vw (m/s) P (W) rpm 2 0.0 19 9 4213 103 3 110 31 10 5797 115 4 327 43 11 7732 129 5 683 55 12 10000 139 6 1215 67 13 10000 138 więcej » Czytaj za darmo! »

Modelling volatity of time series data containing outliers observations with ARCH effect DOI:10.15199/48.2019.01.10

Agnieszka DURAJ Magdalena LUDWICKA

Modeling and forecasting the volatility of time series has become a popular research area. Currently, this topic attracts the attention of scientists, researchers and economists who are focused on creating models, analytical tools to describe mathematically changes in real world. Process of data gathering is very complicated and exposed to many distortions. Nevertheless, modelling of data becomes more and more popular. It is worth mentioning that government, economic and engineering data are usually published as time series. Time series are the measurements of variable taken at regular intervals over time. Observations are made sequentially over time at regular intervals, such as daily, weekly, monthly, quarterly or hourly. Some time series data are incomplete, contain many missing observations, which may affect the estimation of the model and the result of its estimation. Commonly dataset has missing values that impacts on the model correctness. What is more, data is susceptible to change due to noise and exceptions. Statistical noise is an unexplained variability within a given data sample, which impairs the model’s correctness. An outlier is an observation that is inconsistent with the remainder of the given data set. Another definition says that an outlier is an important kind of deviation, which occurs in the data set as a result of measurement error. Outliers existence also in case of heavy-tailed distribution of population. [2] An outlier can be perceived as a valid data point or a representative of a noise. Identification of the outlier’s nature positively impacts on the process of fitting the best model to the given sample. Using the visualization methods is the best solution to discover outliers as these observations lie outside the overall pattern of distribution. Usually the distribution of observations differs from the normal distribution, which is perceived as one of the characteristics of the ti więcej » Czytaj za darmo! »

Model prototypowego zoptymalizowanego piecyka indukcyjnego o częstotliwości pracy 370 kHz działającego z podstawową harmoniczną dla obwodu wzbudzenia DOI:10.15199/48.2019.01.11

Aleksander GĄSIORSKI Maciej GLINIAK Zdzisław POSYŁEK

W indukcyjnych urządzeniach grzewczych dla użytkownika istotnymi elementami są: mały pobór energii oraz wysoki współczynnik mocy - czyli niskie koszty eksploatacji, duża skuteczność działania oraz szybkość działania dostosowana do zaleceń technologicznych wykonywanego wyrobu. Przy braku możliwości zakupu urządzenia o wskazanych parametrach należy takie urządzenie zbudować. Przy budowie prototypu tego piecyka autorzy wykorzystali doświadczenie zdobyte w czasie prac, których wyniki przedstawiono w publikacjach [2,3]. Jak wykazały badania, lepsze możliwości przekazywania energii elektrycznej daje rezonans szeregowy [1,5] i taki układ został tu wykorzystany do grzania indukcyjnego w prototypowym zoptymalizowanym piecyku indukcyjnym o częstotliwości pracy 370 kHz działającym z podstawową harmoniczną obwodu wzbudzenia. Zastosowanie elementów półprzewodnikowych w postaci układu prostownikowego (jednofazowego lub trójfazowego) oraz zastosowanie metody kluczowania do generacji przebiegów prostokątnych wyższych częstotliwości, może prowadzić do powstawania w obwodzie przebiegów odkształconych. Od 1 stycznia 2001 w krajach Unii Europejskiej zaczęła obowiązywać norma EN 61000-3-2 Kompatybilność Elektromagnetyczna (EMC) Część 3-2: Dopuszczalne poziomy emisji harmonicznych prądu (fazowy prąd zasilający odbiornik mniejszy od 16 amper), dotycząca ochrony publicznych sieci elektroenergetycznych przed przewodzonymi zakłóceniami poprzez ograniczenie wprowadzania harmonicznych prądu do sieci zasilającej przez urządzenia do niej podłączone. We współczesnym świecie nasyconym układami elektroniki, automatyki i mechatroniki za kształt prądu pobieranego z sieci odpowiedzialne są przede wszystkim przemysłowe układy prostownicze stanowiące pierwsze ogniwo łączące je z siecią elektroenergetyczną. Zastosowanie aktywnej korekcji współczynnika mocy PFC (skrót od ang. Power Factor Correction), pozwala na zwiększenie współczynnika mocy całego układu do więcej » Czytaj za darmo! »

Badanie prototypu indukcyjnego urządzenia do podgrzewania ferromagnetycznego narzędzia do modelowania termicznego woskowych form stomatologicznych DOI:10.15199/48.2019.01.12

Aleksander GĄSIORSKI Zdzisław POSYŁEKI Sławomir KURPASKA

Protetyka jest dziedziną wiedzy z pogranicza medycyny oraz techniki, zajmująca się uzupełnianiem ubytków tkankowych, narządowych lub czynnościowych przy pomocy sztucznego materiału zastępczego czyli protez. Szczególne znaczenie znalazła w szeroko pojętej dentystyce, gdzie wykonuje się w różny sposób protezy zębowe. Wśród wielu obecnie stosowanych metod szczególne znaczenie znalazła metoda "wytapianych modeli" czyli stara "metoda traconego wosku" (zwana również "cire perdue" lub "na wosk tracony"). Proces odlewania tą metodą pozwala uzyskiwać produkty o nietypowych kształtach ze stosunkowo dużą precyzją. Sama metoda odlewania polega na precyzyjnym wykonaniu przestrzennego woskowego wzorca odlewanego przedmiotu. Odpowiednio ukształtowany wzorzec zostaje umieszczony w specjalnym materiale ogniotrwałym (masie formierskiej). Następnie, po stwardnieniu masy formierskiej, w dowolny sposób usuwa się wosk (np. wypłukując gorącą wodą), wosk może zostać użyty ponownie. Proces zalewania uzyskanej formy odlewniczej materiałem (np. metal, materiał syntetyczny) można prowadzić różnymi metodami: w sposób grawitacyjny, podwyższonego ciśnienia lub próżni. Ponieważ model formowany jest w jednym kawałku i tym samym dokładnie odwzorowuje postać odlewanego przedmiotu w całości, możliwe staje się wytwarzanie odlewów o bardzo skomplikowanych kształtach. Po rozbiciu formy otrzymany odlew zazwyczaj poddaje się oczyszczeniu i szlifowaniu [3]. Historia sztucznych zębów [1] Już w starożytnym Egipcie piętnaście wieków przed naszą erą starożytni dentyści wykonywali zastępniki brakującego uzębienia które mocowali za pomocą złotych drutów do istniejących zębów. Zastępniki wykonywano z ludzkich zębów, przypuszcza się, że były to zęby niewolników. Na ziemi włoskiej w VII wieku przed naszą erą, Etruskowie mocowali w miejsce braków na złote paski mocowane do innych zębów odpowiednio oszlifowane zęby cieląt. Implanty te były bardzo drogie a ich posiadania ś więcej » Czytaj za darmo! »

Mathematical modelling of transient processes in power systems considering effect of high-voltage circuit breakers DOI:10.15199/48.2019.01.13

Andriy CHABAN Andrzej SZAFRANIEC Vitaliy LEVONIUK

Gas circuit-breakers are used in high-voltage electrical grids [1]. Air-break circuit-breakers are part of some solutions. However, operation of these breakers involves a range of shortcomings, including: the need to operate compressors, considerable noise at the time of commutation, and large size [1]. These defects are absent from circuit-breakers of another type, where operating gas is replaced with sulphur hexafluoride - SF6. Its physical and chemical properties are better than of air since it does not react with materials of the breaker fittings, is not toxic or cause fire hazards. It is far smaller than equivalent air-break circuit-breakers. SF6 circuit-breakers are used both in new power facilities and in modernised power switching stations on a mass scale. ABB circuit-breakers using SF6 are the most common in highvoltage electrical grids.LTB 362-800 (T) E4 high-voltage circuit-breaker by ABB is analysed in this paper, quite common in the European countries. Each phase of the breaker consists of two modules connected in series. Each module comprises two pairs of contacts in parallel, to which capacitors are connected in order to distribute voltage more evenly. It is known [2] the time of arc burning in a circuit-breaker is affected by mechanical processes, in particular, the distance between contacts, dependent on the rate of their disconnection. Note gas pressure in the compression boxes, required to extinguish the arc, is generated only by mechanical means, without extra compression equipment [3]. Such circuit-breakers should have expanded drives to move contacts of the mechanism in order to overcome pressure in the circuit-breaker box, on the one hand, and to ensure necessary rate of contact movement in normal operation of a circuit-breaker. The fact pressure generated operates in the direction opposite to contacts’ movement, which gives rise to parasitic oscillations, is an important point in operation of więcej » Czytaj za darmo! »

Wykorzystanie tensometrii oporowej do przestrzennej identyfikacji zróżnicowania wybranych właściwości gruntu DOI:10.15199/48.2019.01.14

Paweł KIEŁBASA Tomasz DRÓŻDŻ Mirosław ZAGÓRDA Sławomir KURPASKA Zdzisław POSYŁEK

Wyodrębnienie obszarów na powierzchni pola jest bardzo złożone i wymaga zaawansowanych środków technicznych potrafiących realizować swoje funkcje w czasie rzeczywistym. Uwzględnić należy wiele czynników a dużym wyzwaniem jest jak największe uproszczenie wyznaczania granic tych obszarów na podstawie jednego czynnika i określenie jego korelacji ze zmiennością danego parametru produkcyjnego [1]. Wśród najważniejszych czynników znajdują się właściwości gleby. Badanie zmienności środowiska glebowego dla celów realizacji rolnictwa precyzyjnego. Niektóre parametry gleby są zmienne w czasie i przestrzeni i uchwycenie tej zmienności metodami tradycyjnymi jest czasochłonne, pracochłonne i kosztowne. Z tego powodu powstało wiele technologicznie zaawansowanych urządzeń, dzięki którym w trybie pomiaru ciągłego (on-the-go) z wykorzystaniem detekcji zbliżeniowej (proximal sensing) można w czasie rzeczywistym pozyskać duże ilości danych w warunkach polowych [2,3]. Jednym z bardziej istotnych i mało rozpoznanych właściwości pól uprawnych jest identyfikacja miejsc o nadmiernym podpowierzchniowym zagęszczeniu gleby. Do identyfikacji wykorzystuje się różne czujniki w tym te, które wykorzystują czujniki tensometryczne. Tensometry oporowe w porównaniu z innymi tensometrami wyróżniają się dużą czułością, co pozwala mierzyć bardzo małe odkształcenia z dużą dokładnością. Wynika to z ich charakterystyki liniowej i wiąże się z możliwością stosowania w układach pomiarowych wzmacniaczy. Niewielkie wymiary tensometru pozwalają badać zjawiska spiętrzenia naprężeń, a z powodu małych mas nadają się do badania procesów dynamicznych. Nie są wrażliwe na drgania i wstrząsy, mogą pracować w wysokich temperaturach i ciśnieniach, można je również stosować na powierzchniach zakrzywionych ponadto zapewniają łatwość sterowania i rejestracji badanych wielkości. Układ pomiarowy Opory robocze narzędzia wzorcowego (rys. 1) zmierzono wykorzystując ramę wyposażoną w c więcej » Czytaj za darmo! »

Rozwiązania techniczne i zasady funkcjonowania memrystorów DOI:10.15199/48.2019.01.15

Jarosław W. KŁOS Karol BEDNAREK Leszek KASPRZYK Szymon MIESZCZAK

W technologiach komputerowych jednymi z najważniejszych warunków funkcjonowania i wskaźników rozwoju sprzętu są pojemności pamięci, szybkość przetwarzania informacji, wydzielanie się ciepła oraz zużycie energii. Bilanse energii i generacja ciepła są bardzo istotnymi aspektami w funkcjonowaniu wszelkich urządzeń elektrycznych, począwszy od systemów wytwarzania energii, poprzez magazynowanie, przesył i dystrybucję, po jej użytkowanie. Na wszystkich wspomnianych etapach dąży się do ograniczania powstawania strat mocy, zamienianych na ciepło, a w konsekwencji nadmiernych przyrostów temperatury urządzeń i ich podzespołów, jak też poboru energii. Wykorzystuje się często zaawansowane techniki optymalizacyjne, aby osiągnąć najkorzystniejsze warunki pracy urządzeń w tym zakresie [1-6]. Aspekty cieplne są niezwykle ważne, ponieważ mają wpływ na trwałość i niezawodność pracy osprzętu, a jednocześnie zużycie energii oraz materiałów (z uwagi na zachodzące procesy degradacyjne elementów i urządzeń). Rozwój technologiczny w informatyce przedstawiany jest zwykle ilościowo jako redukcja kosztów produkcji przy jednoczesnym zwiększeniu skali integracji procesorów komputerowych. Zmiany te zachodzą w czasie w trendzie wykładniczym. To empiryczne prawo (zwane prawem Moora) musi jednak ulec załamaniu z powodu istnienia fundamentalnych barier [7]. Cześć z tych ograniczeń wynika z problemów związanych z przetwarzaniem informacji w układach cyfrowych wytarzanych w oparciu o technologię CMOS i ma w znacznej mierze podłoże związane z dyssypacją energii i odprowadzeniem ciepła w układach o nanoskopowej skali integracji. Aby zmierzyć się z tym problemem, należy wyjść poza paradygmat cyfrowego przetwarzania sygnału w oparciu o konwencjonalne układy elektroniczne. Jedną z możliwości jest przetwarzanie informacji analogowej przez układy magnetyczne w postaci fal spinowych [8-10]. Układy te (zwane magnonicznymi) mogą być zminiaturyzowane w skali nanometr więcej » Czytaj za darmo! »

Analiza dobowej sprawności pracy autonomicznej instalacji solarnej DOI:10.15199/48.2019.01.16

Jarosław KNAGA Krzysztof NĘCKA Kazimierz RUTKOWSKI

Kolektory słoneczne znajdują zastosowanie najczęściej do podgrzewania ciepłej wody w mieszkaniach, domkach letniskowych, obiektach sportowych, budynkach gospodarczych a także do podgrzewania wody w zbiornikach, basenach. Warunki klimatyczne w Polsce ze względu na położenie są bardzo specyficzne. Położenie Polski mieści się w strefie klimatu umiarkowanego, co daje ok. 950-1250 kWh/m2 nasłonecznienia. Badania IMiGW wykazały, że największe nasłonecznienie występuje na południu oraz środkowowschodniej części Polski natomiast niekorzystne warunki panują w części południowej oraz Górnośląskim Okręgu Przemysłowym [1]. Zdecydowanie większa część rocznego nasłonecznienia przypada w sezonie letnim w miesiącach od kwietnia do września. Usłonecznienie zależne jest od wielu czynników takich jak długość dnia, temperatura powietrza, zachmurzenie a także lokalizacja. Dla polski średnie usłonecznienie wynosi 1600 godzin, największą ilością godzin słonecznych ma Gdynia występuje tam 1671 godzin słonecznych w roku. Dla porównania Katowice to 1234 godzin na rok[1,2]. Wymienione parametry (nasłonecznienie i usłonecznienie) mają decydujący wpływ na efektywność konwersji energii w instalacjach solarnych. Są to zmienne charakterystyczne dla danej lokalizacji i niestety nie mamy wpływu na ich wielkość [3]. W celu zwiększenia stopnia wykorzystania dostępnej energii podejmowane są liczne próby w zakresie modyfikacji urządzenia, w którym następuje konwersja energii jak i w zakresie budowy całej instalacji [4,6,7,11,12]. W dalsze części pracy będą prezentowane wyniki dotyczące sprawności konwersji energii w autonomicznej instalacji solarnej. Cel i zakres pracy Celem pracy jest wyznaczanie dobowej sprawności autonomicznej instalacji solarnej pracującej w układzie wspomagania przygotowania ciepłej wody użytkowej. Analiza oraz obliczenia będą przeprowadzone w określonym przedziale czasowym nie mniejszym niż okres tygodnia. Przeprowadzona analiza będ więcej » Czytaj za darmo! »

Analysis of the current distribution in layers of a second generation superconducting tapes DOI:10.15199/48.2019.01.17

Grzegorz KOMARZYNIEC Andrzej WAC-WŁODARCZYK Joanna KOZIEŁ

Despite good failure statistics, transformers are one of the weak points of the transmission system. That is why a lot of attention is paid to ensuring protection of transformers, which minimises the risk of emergency situations. The basic operational problem of superconducting transformers (HTS) is the necessity of uninterrupted maintenance of superconducting windings at cryogenic temperature and not allowing losses of the superconducting state in them. The condition in which the HTS windings come out of superconductivity should be treated as an emergency condition of the HTS transformer's operation, which makes switching it on difficult and threatens interrupting the continuity of the windings as a result of their thermal damage. The substitute diagram of the HTS transformer does not deviate substantially from the conventional transformer scheme (Figure 1). Fig. 1. Substitute diagram of the HTS transformer Resistances R1HTS and R2HTS, representing power losses in the windings, are non-linear in the function of changes in current intensity, changes in the strength of external magnetic field and temperature changes. The non-linearity of R1HTS and R2HTS resistance is determined by the properties of superconducting winding wires. Second-generation high-temperature cables (2G HTS), currently used on windings of superconductor transformers, are made in the form of tapes with a layer structure (Fig. 2) [1][2]. They are relatively thin wires, compared to copper winding wires, and the superconductor alone constitutes only 5% of the entire cable's volume. The SCS4050 cable with a critical current of 87 A has a thickness of 0.1 mm and a width of 4 mm. The thickness of the superconductor layer is 1 m in it. The remaining volume consists of metallic layers. The SCS12050 cable with a critical current of 333 A differs only in its width, which in this case is 12 mm. Fig. 2. Structure of the 2G HTS cable from SuperPower Inc. [1 więcej » Czytaj za darmo! »

Aspekty prawno-ekonomiczne i ekologiczne dla elektrowni DOI:10.15199/48.2019.01.18

Ewa KORZENIEWSKA Agnieszka DRZYMAŁA Artur SZCZĘSNY Rafał ZAWIŚLAK Sebastian SEME

Presja konkurencyjna w której efektywność, niezawodność i dyscyplina kapitałowa wiedzie prym na globalnych rynkach energii to siła, która kształtuje politykę państw i która nasila się z roku na rok. Nowe technologie wspierane coraz większą świadomością społeczną i konsekwentnie prowadzoną polityką rządową zmienią sposób w jaki energia jest i będzie produkowana oraz konsumowana w przyszłości tak, by zaspokoić potrzeby energetyczne rozwijającej się gospodarki światowej. 0% 5% 10% 15% 20% 25% Udział w globalnej konsumpcji energii w 2017 roku w % Rys.1. Konsumpcja energii w wybranych krajach wg. [2] w roku 2017 (wartości procentowe) Obecne szacunki i prognozy bez wątpienia wskazują, że popyt na energię będzie nadal rósł, a globalne zużycie [1] energii wzrośnie o około jedną trzecią do 2040r. Największym konsumentem energii w świecie [2] stały się na przestrzeni ostatnich lat Chiny, które zużywają około 23,2 procent wyprodukowanej energii światowej, wyprzedzając pod tym względem pozostałe kraje w tym Stany Zjednoczone, Indie i Rosję. Procentowy udział poszczególnych państw w globalnej konsumpcji energii odnawialnej w 2017 roku (uwzględniających produkcję energii z zasobów wiatru, energii solarnej, geotermalnej i biomasy) przedstawiono na rysunku 1. Udział w ogólnym zasobie konsumowanej energii w 2017r. [2] z podziałem na kontynent prezentuje rysunek 2. Postęp technologiczny w produkcji energii, jaki zachodzi w oparciu o odnawialne źródła i zasoby powoduje, że zdolność światowa do wytwarzania energii rośnie stosunkowo szybko. Szczególnie jest on widoczny w dynamicznie przyrastających mocach w sektorach bazujących na odnawialnych źródłach energii, zwłaszcza wykorzystujących energię słoneczną i energię wiatru. Ma to również swoje konsekwencje w wykorzystywaniu niekonwencjonalnych zasobów, w tym np. ropy i gazu potrzebnego do zapewnienia natychmiastowej produkcji energii w przypadku braku możliwości jej produkcji ze źróde więcej » Czytaj za darmo! »

Wpływ oddziaływania wiązki laserowej na skłonność tkanin poliestrowych do pilingu DOI:10.15199/48.2019.01.19

Ewa KORZENIEWSKA Maria WALCZAK Joanna SEKULSKA-NALEWAJKO Jarosław GOCŁAWSKI

Postęp w technologii i ciągle wzrastający standard życia powoduje konieczność zaspokajania rosnących wymagań klientów w każdej dziedzinie. Dotyczy to również tkanin i dzianin, z których wykonywana jest współczesna odzież. Zaspokajanie rosnących potrzeb obecnie dotyczy nie tylko nowych rozwiązań, z których słynie współczesna tekstronika (ubrania z wbudowanymi sensorami, zasilaniem, np. dla służb działań antykryzysowych [1,2], tkanin z wykończeniem antybakteryjnym [3] itp.) czy produkcji nowych włókien, ale jest też ściśle związane z ulepszaniem jakościowym tkanin już istniejących. O kierunkach ulepszania decydują względy estetyczne i niezmienność struktury w długim czasie użytkowania. Poprawa pod tym względem dotyczy takich walorów tkanin jak barwienie (w tym uzyskiwanie pożądanych kolorów bądź wybielanie [4]), połysk, hydrofobowość, wykończenie antyzabrudzeniowe, redukcja tendencji do filcowania wełny [5], zmniejszenie strzępienia przy wykrawaniu, znakowanie lub zdobienie tkanin [6]. Stosowane w tym celu metody opierają się na procesach chemicznych i fizycznych, z czego te drugie ze względów ekologicznych zasługują na większą uwagę. W procesach fizycznych wykorzystywana jest modyfikacja plazmą [5, 7] lub laserem [5]. Celem przeprowadzonych badań było określenie wpływu działania wiązki laserowej na strukturę powierzchni podłoża tekstylnego w kontekście poprawy odporności podłoża na pilling. Do oceny skuteczności zastosowanej metody modyfikacji wyrobów włókienniczych wykorzystano nowatorską metodę optycznej tomografii koherentnej. Na podstawie otrzymanych obrazów cyfrowych określano podatność tkaniny do pilingu. Zjawisko pilingu Zjawisko pilingu polega na powstawaniu, uznawanych za nieestetyczne, małych supełków lub kulek. Ich powstawanie jest skutkiem zwijania się w małe sferyczne wiązki luźnych włókien znajdujących się na powierzchni tkaniny. Część główną kulki, nazwaną głownią, tworzą przede wszystkim włókna wyrobu, od więcej » Czytaj za darmo! »

Using the FTA method to analyze the quality of an uninterruptible power supply unitreparation UPS DOI:10.15199/48.2019.01.20

Joanna KOZIEŁ Krzysztof PRZYSTUPA

Among the most important methods of hazard analysis and risk assessment, the authors applied the FTA method. The error tree method is a qualitative risk analysis method using logical tree structure, allowing to model the course of failure and then its analysis. In the FTA method, individual factors that can lead to an event and their potential effects are depicted in the socalled fault tree that shows the interdependencies between the potential main event and its causes. Identified factors (causes) plotted on the fault tree are interrelated and can be referred to as: specific failures (e.g. machines and devices), human errors (e.g. on the production line), first and second type errors, environmental conditions and other events that could lead to failure. In the 1990s, the use of FTA was started in the design of systems guaranteeing a high level of safety and reliability in the chemical, railway, IT and medical industries. It has also become a frequently used method in risk analysis and risk assessment alongside PHA and FMEA. Analysis of the FTA fault tree is therefore a graphical model of cause-and-effect relationships. The FTA scheme illustrates the causes whose effect is referred to as an uncertain event or risk. The result of the FTA analysis can be, for example, a logical tree showing the pressure tank crack scenario with highlighted errors of the first and second type. The first type of errors are production defects that appear while operating under design conditions. The second type of errors are errors of an element working in conditions for which the device was not intended. This is usually a mistake related to the wrong selection of an element for the process conditions. PHA (Preliminary Hazard Analysis) Preliminary Hazard Analysis (PHA) focuses on identifying any potential hazards and accidental events that can lead to a failure or accident. It is a non-standard method, based on knowledge available at the initi więcej » Czytaj za darmo! »

Separacja proszków węglowych o dużym stopniu rozproszenia za pomocą metody tryboelektrycznej DOI:10.15199/48.2019.21.13

Piotr CHABECKI Ihor BORDUN Fedir IVASHCHYSHYN

Współczesna historia rozwoju społeczeństwa jest historią opracowania i wprowadzenia nowych technologii. Wśród nich jako najważniejsze wymieniane są technologie związane ze stosowaniem pól elektromagnetycznych. Szczególnie, technologie wykorzystujące siłowe oddziaływanie pola elektrycznego na cząstki naładowane. Technologie te znajdują zastosowanie w oczyszczaniu gazów kominowych z popiołu, w malowaniu elektrycznym oraz powlekaniu powierzchni powłokami proszkowymi opartymi na kompozytach polimerowych. Znajdują zastosowanie również w procesach elektrografii, separacji materiałów zawierających frakcje dyspergowane, we wzbogacaniu rudy, itp. Udoskonalenie technologii elektronowo- jonowych pozwoliło na zastosowanie elektrycznych metod separacji, wykorzystujących różnice między właściwościami składników materiałów wyjściowych w zakresie przewodnictwa elektrycznego i przenikalności dielektrycznej na skalę przemysłową [1-5]. Ponadto, separacja elektryczna nie wymaga wykorzystania wody. Nie ma potrzeby oczyszczania ścieków. Separacja elektryczna charakteryzuje się najniższym stopniem zapylenia powietrza, ponieważ pył jest zatrzymywany w separatorze siłami pola elektrycznego. W związku z rozwojem metalurgii proszków i szerokim zastosowaniem cząstek o pewnych wymiarach w przemyśle chemicznym, elektrotechnicznym i innych branżach sucha separacja drobno sproszkowanych materiałów o wymiarach mikronowych i submikronowych jest aktualnie ważnym zadaniem [1, 6]. Z punktu widzenia wytworzenia źródeł zasilania o dużej efektywności jak i samych superkondensatorów ważne jest przejście do cząstek submikronowych, a nawet cząstek o nanowymiarach [7, 8]. Jednak materiały proszkowe o dużym stopniu rozproszenia [7, 8] powstały dzięki syntezie chemicznej, dlatego rozmiary powstałych cząstek są bardzo różne (od najmniejszych, atomowych do największych w skali makroskopowej). W przemyśle w celu obniżenia kosztów produkcji i zwiększenia ekologiczności więcej » Czytaj za darmo! »

System do terapii polem magnetycznym i światłem DOI:10.15199/48.2019.01.22

Jerzy CHUDORLIŃSKI Leszek KSIĄŻEK

Pola magnetyczne wytwarzane za pomocą prądów o różnych kształtach i polaryzacji znalazły zastosowanie w medycynie w procesie rehabilitacji pacjentów z różnego rodzaju schorzeniami i są uznaną formą terapii. Wytworzenie sygnałów do terapii polem magnetycznym w formie napięciowej nie jest zbyt skomplikowane, lecz utrzymanie zadanego kształtu prądu, a przez to i indukcji pola magnetycznego nastręcza wielu trudności. Przedstawiony system przeznaczony jest do terapii i rehabilitacji fizykalnej do stosowania w placówkach medycznych oraz w warunkach domowych i składa się z:  sterownika z panelem dotykowym wyposażonego w moduły do zasilania, monitorowania i sterowania pracą aplikatorów do terapii polem magnetycznym i światłem,  aplikatorów pola magnetycznego i światła,  systemu e-zarządzania. Sterownik Do zadań sterownika należy obsługa funkcji takich jak:  generowanie sygnałów terapeutycznych o odpowiednim kształcie, amplitudzie, polaryzacji pola magnetycznego,  generowanie sygnałów sterujących aplikatorami do terapii światłem LED,  samokontrola działania poszczególnych obwodów urządzenia,  diagnostyka poszczególnych typów aplikatorów i ich wizualizacja na ekranie,  sygnalizacja stanu działania aparatury, sygnalizacja akustyczna i optyczna,  kontrola czasu trwania aplikacji oraz bieżący podgląd czasu do końca zabiegu,  automatyczne wyłączenie aparatury po zabiegu lub w przypadku stwierdzenia nieprawidłowości działania któregoś z obwodów. Schemat blokowy sterownika został przedstawiony na rysunku 1. Do generacji sygnałów zastosowano procesor STM32F103RE z 512kB flash i 64kB RAM. Spróbkowane sygnały terapeutyczne znajdują się w pamięci nieulotnej procesora, który poprzez kanał bezpośredniego dostępu do pamięci DMA przesyła dane do 12 bitowego przetwornika C/A. Ilości próbek dobrano w ten sposób, aby możliwe było wytwarzanie sygnału z minimalnym więcej » Czytaj za darmo! »

Modyfikacja zawartości polifenoli w winach z wykorzystaniem impulsowego pola elektrycznego DOI:10.15199/48.2019.01.23

Ilona GAŁĄZKA-CZARNECKA Ewa KORZENIEWSKA Andrzej CZARNECKI Krzysztof POLITOWSKI

Wino jest produktem o zróżnicowanym składzie chemicznym. Głównymi związkami bioaktywnymi występującymi w winie są polifenole. Jest to bardzo złożona grupa związków zarówno pod kątem budowy chemicznej jak i aktywności biologicznej. Polifenole zawierają co najmniej dwie grupy hydroksylowe przyłączone do pierścienia aromatycznego. Występują w postaci rozpuszczalnych w wodzie glikozydów. Do fenoli roślinnych należą łatwo hydrolizujące flawonoidy i taniny oraz lignany, ligniny, kwasy fenolowe, stilbenoidy i wiele innych. Wśród nich najlepiej poznaną grupą są flawonoidy. Polifenole łatwo ulegają utlenieniu, a flawonoidy po przejściu w chinony dodatkowo mogą pośredniczyć w utlenianiu związków, które same nie reagują z tlenem. Te cechy polifenoli związane są z obecnością grup hydroksylowych, co skutkuje łatwością włączania się w reakcje redox, które można opisać schematem: fenol ↔ semichinon↔ chinon [1]. W roślinach pełnią rolę przeciwgrzybiczną, przeciwwirusową, przeciwbakteryjną i ochronią przed promieniowaniem UVA. W organizmie człowieka wykazują właściwości prozdrowotne: przeciwnowotworowe, przeciwutleniające, przeciwzapalne, przeciwmiażdżycowe czy też przeciwpłytkowe u pacjentów z chorobami sercowonaczyniowymi [2]. Ich działanie polega także na ochronie komórek przed szkodliwym działaniem czynników zewnętrznych (np: promieniowanie UV) i wewnętrznych (wolne rodniki tlenowe) poprzez dezaktywację wolnych rodników tlenowych, a także poprzez indukcję antyoksydantów II fazy i wpływ na ekspresję enzymów detoksykacyjnych. Działanie przeciwnowotworowe odbywa się na drodze wpływania na białka regulatorowe cyklu komórkowego (p53, p21, p27, cykliny d1 i A), blokowanie szlaku sygnału kinazy białkowej, aktywacji sygnału apoptozy oraz hamowania ekspresji genu VEGF i blokowanie ekspresji receptora dla VEGF [3], a także poprzez hamowanie ludzkiej topoizomerazy II. Kolejną bardzo interesującą cechą związków polifenolowych jest ic więcej » Czytaj za darmo! »

Zastosowanie naturalnej luminescencji do wykrywania radionuklidów w produktach spalania węgla kamiennego DOI:10.15199/48.2019.01.24

Maciej GLINIAK Jarosław KNAGA Marcin TOMASIK Anna LIS Ernest POPARDOWSKI Matylda GLINIAK

Radionuklidy to pierwiastki promieniotwórcze, które dzielą się na dwie główne grupy. O przynależności pierwiastka do danej grupy decyduje jego pochodzenie. Do pierwszej grupy radionuklidów, zalicza się pierwiastki powstałe podczas formowania się układu słonecznego. Ich cechą charakterystyczną jest długi czas połowicznego rozpadu wynoszący co najmniej 5·109 lat (235U, 238U, 232Th). Do drugiej grupy pierwiastków promieniotwórczych zaliczane są wszystkie izotopy, które powstają w wyniku przemian pierwiastków znajdujących się w powietrzu atmosferycznym pod wpływem np. działania promieniowania kosmicznego (np. 3H, 7Be, 14C) [1]. Węgiel kamienny jest najstarszym wykorzystywanym źródłem energii na świecie. Pomimo generowania wielu problemów środowiskowych związanych z jego pozyskiwaniem i spalaniem jest nadal popularniejszy niż gaz ziemny, ropa naftowa, energia jądrowa, wodna i odnawialna. Energia elektryczna wytwarzana z węgla kamiennego stanowi około 40% produkcji światowej. O zachowaniu się węgla w procesach spalania decyduje obecność pierwiastków takich jak wodór, azot i siarka [2]. Węgiel kamienny najczęściej powstaje z torfu w procesach kompresji i przebudowy strukturalnej. Transformacja materii organicznej do węgla kamiennego jest dwuetapowa - biochemiczna i fizykochemiczna. Powstawanie węgla jest zawsze poprzedzone procesem torfowania, a następnie grafityzacją [3,4]. Etap fizykochemiczny rozpoczyna się po zakończeniu rozkładu mikrobiologicznego materii organicznej w torfowiskach. Głównymi czynnikami działającymi na materię podczas fazy fizykochemicznej i wpływającymi na powstawanie węgla są temperatura, ciśnienie, objętość i czas. Temperatura jest uważana za kluczowy czynnik przy powstawaniu pokładów węgla kamiennego. Jej wzrost przyspiesza reakcje chemiczne podczas uwęglania materii w torfowiskach [4,5,6]. W miarę postępowania procesów uwęglania następuje progresywna transformacja złoża torfu, zwiększając proporc więcej » Czytaj za darmo! »

Analiza rentowności siłowni PV w zależności od warunków meteorologicznych, konstrukcyjnych i ekonomicznych siłowni DOI:10.15199/48.2019.01.25

Krzysztof NĘCKA Jarosław KNAGA

W ostatnich latach obserwujemy bardzo dynamiczny wzrost zainteresowania odnawialnymi źródłami energii. Jest to efekt wielu czynników, z których za najważniejsze można uznać: redukcję cen urządzeń wytwarzających energię z OZE, wzrost cen sieciowych nośników energii oraz docenienie aspektu społecznego związanego z ograniczoną dostępnością energii ze źródeł konwencjonalnych, jak również koniecznością ochrony środowiska naturalnego. Największa dynamika rozwoju widoczna jest w sektorze OZE związanym z wykorzystaniem energii Słońca do wytwarzania energii elektrycznej. W roku 2017 moc zainstalowana w systemach PV posiadających koncesję Urzędu Regulacji Energetyki na wytwarzanie energii elektrycznej wynosiła prawie 104 MWp [1], gdy na koniec roku 2013 wynosiła zaledwie 1,9 MWp. Dzięki pracy tych instalacji w 2017 roku wytworzono 38,8 GWh energii elektrycznej. Oprócz systemów fotowoltaicznych posiadających koncesję na wytwarzanie energii działa również wiele małych instalacji o mocy do 40 kWp w oparciu o zgłoszenie, a ich moc jest szacowana na ponad 93 MWp [2, 3]. Dalszy wzrost zainteresowania systemami fotowoltaicznymi prawdopodobnie nadal będzie utrzymany ze względu na systematyczny spadek cen paneli fotowoltaicznych i niezbędnego osprzętu. Na podstawie dostępnych informacji [4], można przyjąć, że w 2017 roku średnia cena modułów fotowoltaicznych mono- i polikrystalicznych wyniosła około 0,55 EUR/Wp (produkt japoński i koreański), 0,49 EUR/Wp (produkt chiński), 0,47 EUR/Wp (produkt niemiecki), 0,39 EUR/Wp (produkt z południowo-wschodniej Azji). W stosunku do roku poprzedniego są to ceny niższe od 12 do 20%. Jednym z podstawowych czynników decydujących o rentowności instalacji fotowoltaicznych jest sprawność systemu, która uzależniona jest głównie od sprawności paneli fotowoltaicznych. W warunkach idealnych/laboratoryjnych sprawność paneli fotowoltaicznych może osiągać ponad 33 % [5, 6, 7]. W warunkach rzeczywistych uzyskuje s więcej » Czytaj za darmo! »

Po co wskaźniki altmetryczne specjalistom z zakresu elektromagnetyzmu i bhp…? DOI:10.15199/48.2019.01.26

Witold SYGOCKI Ewa KORZENIEWSKA

W artykule omówiono rolę wskaźników altemetrycznych, zaprezentowano ich rodzaje i próbowano odpowiedzieć na pytania m.in. czy altmetria może być alternatywą dla wskaźników bibliometrycznych dla publikacji dotyczących bezpieczeństwa i higieny pracy (BHP) oraz elektromagnetyzmu, wykorzystywanych jako parametry w komunikacji naukowej. Gdzie można znaleźć informacje o wskaźnikach altmetrycznych publikacji, w jaki sposób są udostępniane? Kto powinien zadbać o umieszczanie informacji o nich, czy to jest rola autora czy wydawcy? Czy pracownicy naukowi wiedzą o ich występowaniu, o różnych rodzajach baz, które dostarczają informacji na ich temat? Czy wiedzą, że wskaźniki te są elementem komunikacji naukowej? Czy chcąc uzyskać informacje o wskaźnikach mogą korzystać z jednego źródła informacji, aby uzyskać wszystkie te informacje jednocześnie, czy muszą korzystać z nich rozdzielnie, aby zobaczyć ile Tweetów, pobrań ma dany artykuł? Aby odpowiedzieć na te pytania dotyczące wskaźników altmetrycznych, autorzy przeszukiwali dwie bazy, jako źródła informacji o publikacjach na temat elektromagnetyzmu i bhp - Scopus (Elsevier) oraz Web of Science CC (Clarivate Analytics). Jako przykłady wybrali artykuły, które ukazały się w czasopismach reprezentujących te zagadnienia, indeksowanych w wymienionych bazach, tj. Bioelectromagnetics [Wiley Online Library] i International Journal of Occupational Safety and Ergonomics (JOSE) [Taylor&Francis]. Wyszukiwania przeprowadzono we wrześniu 2018 roku. Co to jest altmetria Wskaźniki altmetryczne zostały zaproponowane jako mechanizm pozwalający wskazać publikacje naukowe, których przyrost rok do roku jest coraz większy. Przykładowo, tych zindeksowanych publikacji w bazach, dla afiliacji Poland w bazie Scopus, zindeksowano jest odpowiednio w 2017 r. = 46814, 2016 r. = 45933, a w 2015 r. = 43280. Dane te nie dotyczą całego dorobku publikacyjnego, ale wskazują na stały wzrost rok do roku. Poza bazami publ więcej » Czytaj za darmo! »

Zagadnienia elektromagnetyzmu oraz bezpieczeństwa i higieny pracy w wybranych systemach organizacji wiedzy – stan rzeczy i niektóre jego konsekwencje DOI:10.15199/48.2019.01.27

Witold SYGOCKI Jadwiga WOŹNIAK-KASPEREK

Produktywność naukowa jest dziś postrzegana głównie przez pryzmat ilościowej aktywności publikacyjnej i nie zawsze jest tożsama z jakością. W literaturze można znaleźć różne analizy dotyczące produktywności, ale generalnie brakuje pogłębionych opracowań poświęconych czynnikom warunkującym jej pomiar. Autorzy publikacji poświęconych tej problematyce koncentrują się często na analizie danych bibliometrycznych dotyczących czasopism, dziedzin lub ośrodków naukowych, porównują dorobek naukowy1 czy też sposoby mierzenia produktywności z wykorzystaniem dorobku publikacyjnego i indeksów cytowań2. Istnieją też prace zwracające uwagę na niedoskonałości związane z ocenianiem naukowców za pomocą tego typu indeksów3 oraz trudności, z jakimi łączy się ocenianie np. czasopism4. Według naszej wiedzy nie ma badań, które brałyby za przedmiot determinantę, jaką jest semantyka systemów organizacji wiedzy, czyli systemów pojęciowo-terminologicznych stosowanych do reprezentowania i wyszukiwania informacji. W artykule podejmiemy się wstępnej analizy tego problemu w odniesieniu do zagadnień elektromagnetyzmu oraz bezpieczeństwa i higieny pracy (BHP) reprezentowanych w zasobach terminologicznych na przykładzie języka haseł przedmiotowych KABA (JHP KABA), tezaurusa Bezpieczeństwo Pracy i Ergonomia oraz słów kluczowych w kwartalniku "International Journal of Occupational Safety 1Wróblewski A.K., (2005). Nauka w Polsce według rankingów bibliometrycznych. Nauka, nr 2, 13-28. 2Osiewalska A. (2008). Analiza cytowań z wybranych polskojęzycznych czasopism ekonomicznych. W: Zarządzanie informacją w nauce. Katowice, Wydawnictwo Uniwersytetu Śląskiego, 244-256. 3Błocki Z., Życzkowski K. (2013). Czy można porównywać jabłka i gruszki? O danych bibliometrycznych w różnych dziedzinach nauki. Nauka, 2, 37-46. 4WilkinJ. (2013). Ocena parametryczna czasopism naukowych w Polsce - podstawy metodologiczne, znaczenie praktyczne, trudności realizacji i perspektywy. N więcej » Czytaj za darmo! »

Analiza wpływu doboru parametrów symulacji metodą elementów skończonych na dokładność uzyskanych wyników DOI:10.15199/48.2019.01.28

Dariusz SZTAFROWSKI Jacek GUMIELA

Do oceny narażenia środowiska polami elektromagnetycznymi wytwarzanymi podczas wielu różnych procesów technologicznych niezbędna jest identyfikacja natężenia składowej elektrycznej oraz magnetycznej takich pól. W wielu państwach dopuszczalne wartości graniczne są jasno określone przez odpowiednie akty prawne. W Polsce takim dokumentem jest Rozporządzenie Ministra Środowiska w sprawie dopuszczalnych poziomów pól elektromagnetycznych w środowisku oraz sposobów sprawdzania dotrzymania tych poziomów [1]. Znajomość rozkładu natężenia pola elektrycznego oraz pola magnetycznego jest niezbędna w celu dokonania oceny uciążliwości dla otoczenia oraz wpływu na środowisko obiektów elektroenergetycznych takich jak np. linie przesyłowe lub stacje rozdzielcze [2,3]. Badania naukowe dotyczące oddziaływania pól elektromagnetycznych na organizmy żywe nie dają jednoznacznej odpowiedzi na pytanie w jakim stopniu mogą one szkodliwie wpływać na funkcje życiowe. Niewątpliwie występowanie pola elektromagnetycznego w środowisku powoduje określone skutki w żywych organizmach ponieważ wiele procesów życiowych związanych jest z przekazywaniem sygnałów elektrycznych czy też z procesami transportu jonów [4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]. W przypadku narażenia człowieka na oddziaływanie skłądowej magnetycznej pola elektromagnetycznego o stosunkowo wysokim natężeniu mogą pojawić się przemijające efekty zwane magnetofosfenami czyli doświadcza się odbierania narządem wzroku swoistych "rozbłysków", które w rzeczywistości nie mają miejsca [11]. Skutki pozostawania organizmów żywych w zasięgu oddziaływania pola elektromagnetycznego są uwarunkowane indywidualnymi osobniczymi cechami oraz dawką na jakie są one narażone. Dawka jest ściśle uzależniona od czasu trwania narażenia oraz od natężenia pola elektromagnetycznego w zakresie składowej elektrycznej jak również składowej magnetycznej. Przy wykorzystaniu pól elektromagnetycznych możliwe jest również oddziaływanie i więcej » Czytaj za darmo! »

Analiza zaopatrzenia w energię elektryczną gospodarstw wiejskich w aspekcie zagrożeń od prądów i pól elektromagnetycznych DOI:10.15199/48.2019.01.29

Małgorzata TROJANOWSKA

Użytkowanie energii elektrycznej pociąga za sobą szereg zagrożeń dla środowiska oraz zdrowia i życia ludzi. Każdy zdaje sobie sprawę z niebezpieczeństwa porażenia prądem elektrycznym, a przypadki takich porażeń ze skutkiem śmiertelnym są nagłaśniane i ujmowane w statystykach. Nie wszyscy zdają sobie jednak sprawę z faktu, że użytkowanie energii elektrycznej wiąże się z powstawaniem pól elektromagnetycznych (PEM), które mogą być dla człowieka szkodliwe. Sieci i instalacje elektroenergetyczne oraz wszystkie urządzenia zasilane za ich pośrednictwem w energię elektryczną wytwarzają PEM o częstotliwości 50 Hz. Część z tych urządzeń, takich jak kuchenki mikrofalowe, telewizory czy komputery, emituje dodatkowo pola o znacznie wyższych częstotliwościach. Od lat prowadzone są badania i toczą się dyskusje na temat wpływu pól elektromagnetycznych na środowisko, w szczególności na zdrowie ludzi. I chociaż zdania na temat stopnia szkodliwości tych pól są podzielone zaowocowały one wprowadzeniem przepisów określających dopuszczalne wartości wielkości charakteryzujących PEM, oddzielnie dla miejsc pracy, z wyszczególnieniem trzech grup pracowników, miejsc dostępnych dla ludności oraz w obszarze zabudowy mieszkaniowej. Człowiek spędza w mieszkaniu większą część swojego życia, gdzie narażony jest na działanie pól elektromagnetycznych, zwykle słabych ale często długotrwale działających. W ostatnich latach upowszechnia się pogląd, że długotrwałe działanie słabych pól elektromagnetycznych może być dla człowieka groźniejsze niż wystawienie na ekspozycję silnych pól przez krótki okres czasu. Pole elektromagnetyczne jest tworzone przez współistniejące pole elektryczne i pole magnetyczne. Wielkościami charakteryzującymi PEM są, obok częstotliwości, natężenie pola elektrycznego E i natężenie pola magnetycznego H lub alternatywnie indukcja magnetyczna B. W Polsce, prawnie dopuszczalne poziomy pól elektromagnetycznych o częstotliwości 50 Hz w str więcej » Czytaj za darmo! »

Wykorzystanie emisji fotonów do oceny jakości owoców egzotycznych DOI:10.15199/48.2019.01.30

Karolina TRZYNIEC Tadeusz JULISZEWSKI Piotr NAWARA Ernest POPARDOWSKI Maciej OZIEMBŁOWSKI

Uzyskiwanie ziemiopłodów o jak najwyższej jakości jest jednym z podstawowych celów rolnictwa. Tradycyjne metody oceny jakości surowców, oparte na analizie zawartości określonych substancji chemicznych i ocenie organoleptycznej, nie definiują jakości w sposób precyzyjny i obiektywny [1, 2]. Podejmowane są więc próby opracowania metody pozwalającej na dokładną ocenę standardu produktów żywnościowych. Jedną z takich metod jest pomiar emitowanych przez produkt żywnościowy biofotonów, definiowanych jako fotony promieniowania elektromagnetycznego o niewielkim natężeniu i długości fali od 300 do 800 nm [3-5]. Ten rodzaj promieniowania określany jest w literaturze jako wtórna luminescencja lub biochemoluminescencja, zachodząca na poziomie fotonów. Zachodzi ono, gdy elektronowo - oscylacyjnie wzbudzona cząsteczka pozostaje w równowadze termicznej z otoczeniem. Koncepcję wykorzystania emisji promieniowania żywych organizmów (bioluminescencji) do oceny jakości żywności opracował F.A. Popp. Metoda ta polega na pojedynczym zliczaniu fotonów (ang. Single Photon Couting). Na podstawie długoletnich badań F.A. Popp stwierdził, że jakość żywności zależy od zgromadzonej w niej energii świetlnej w postaci biofotonów, a produkty lepszej jakości mają większą zdolność do kumulowania światła [6-8]. Układ pomiarowy Do przeprowadzania badań użyto autorskiego układu pomiarowego umożliwiającego rejestrację ilości biofotonów emitowanych z produktów żywnościowych (rys. 1), składający się z komory pomiarowej z wbudowanym fotopowielaczem. Urządzenie nie posiada wyświetlacza oraz elementów manipulacyjnych - całość sterowania odbywa się z komputera typu PC przy pomocy dedykowanego oprogramowania BioLumi. Pomiar emisji fotonów realizowany jest poprzez zastosowanie fotopowielacza. Emitująca światło próbka jest umieszczona w centralnej części komory pomiarowej w osi symetrii szczeliny fotopowielacza. Fotopowielacz zamienia sygnały świetlne pochodzące od b więcej » Czytaj za darmo! »

Metody komputerowe stosowane przy kształtowaniu pola magnetycznego przewodnika z prądem DOI:10.15199/48.2019.01.31

Andrzej WAC-WŁODARCZYK Piotr ZIŃ

Przy wyznaczaniu pętli histerezy różnicowej [1],[2],[3] pojawiła się potrzeba uzyskania jednorodnego pola magnetycznego na całej długości solenoidu. Natężenie pola magnetycznego cewki wyznaczane z prawa przepływu Ampera jest uśrednione dla całej długości cewki i nie uwzględnia niejednorodności na jej końcach. Do uzyskania jednorodnego pola można zastosować wiele technik, najczęściej jest to dodatkowe uzwojenie kompensacyjne na końcach solenoidu. W niniejszej pracy przedstawiono wybrane sposoby analizowania pola magnetycznego oraz sposoby kształtowanie pola magnetycznego przewodnika z prądem, przy założeniu że średnica przewodnika jest mała w porównaniu z wymiarami zwojów. Pole wewnątrz solenoidu Do wyznaczenia rozkładu pola natężenia magnetycznego można zastosować prawo Biota-Savarta (1) dla pojedynczego zwoju, które zostało zastosowane w aplikacji arkuszowej. (1) 2 2 d 4π d sin 90 4π d r I l r H I l       Rys.1. Aplikacja arkuszowa zastosowana do obliczeń numerycznych po scałkowaniu: (2) 2 3 2 2 2 2 (R x ) H I R     gdzie: I - natężenie prądu, x - odległość od początku solenoidu, R - promień zwoju. Rys.2. Rozkład natężenia pola magnetycznego H wzdłuż osi solenoidu z kompensacją - powyżej i bez kompensacji - poniżej Rysunek 1 przedstawia wygląd aplikacji arkuszowej, z wybraną formułą w komórce G10, która zawiera zakodowane wyrażenie (2). Ta formuła wykorzystuje nazwy komórek przez to jest uniwersaln więcej » Czytaj za darmo! »

Ochrona katodowa podziemnych sekcji trakcji elektrycznych DOI:10.15199/48.2019.01.32

Agnieszka WANTUCH

Obecnie, szczególnie w miastach, mamy do czynienia z dużą liczbą starzejących się konstrukcji transmisyjnych, takich jak słupy energetyczne, czy trakcyjne, a korozja podziemna stała się poważnym problemem zarówno technicznym, jak i ekonomicznym. Każdego roku wydawane są coraz większe kwoty na utrzymanie, przegląd i modernizację skorodowanych struktur. Bardzo ważne stały się odpowiednio skuteczne i ekonomicznie wykonywane techniki ograniczania korozji zaprojektowane specjalnie dla infrastruktury przesyłowej. Słupy trakcyjne Konstrukcje transmisyjne, takie jak słupy trakcyjne i trakcyjno-oświetleniowe, przystosowane do podwieszania sieci trakcyjnej tramwajowej oraz montażu oświetlenia dla dróg publicznych, zabezpieczane są antykorozyjnie przez cynkowanie ogniowe na zewnątrz i wewnątrz słupa wg normy DIN 1461 oraz dodatkowo stosowane jest nakładanie powłok malarskich. Słupy te składają się z dwóch sekcji: nadziemnej, która podtrzymuje przewód napowietrzny i podziemnej, tj. fundamentu konstrukcyjnego, który podtrzymuje sekcję nadziemną. Obie części konstrukcji poddane są starzeniu w wyniku stresów środowiskowych i mechanicznych. Jednak znacznie wyższe ryzyko degradacji materiału jest na fundamencie z powodu działania korozji podziemne, która jest znacznie trudniejsza do identyfikacji, a co za tym idzie, także dużo groźniejsza, ponieważ nie jest widoczna. Przykładowy słup trakcyjny przedstawiono na rysunku 1. Skuteczną i niezawodną metodą ograniczania korozji podziemnej dla znajdujących się w ziemi części konstrukcji stalowych okazała się ochrona katodowa. Jest ona też stosunkowo dobrze zbadana dla struktur o prostych geometriach, takich jak np. systemy rurociągów [3-6]. Jednak brak jest wytycznych dotyczących projektowania systemów ochrony katodowej podziemnych elementów dla struktur bardziej złożonych, jak np. podstawy słupów energetycznych. Związane jest to głównie z szeroką gamą projektów fundamentów. Szczegółowe modele więcej » Czytaj za darmo! »

Electromagnetic Fields and Neurodegenerative Diseases DOI:10.15199/48.2019.01.33

Joanna WYSZKOWSKA Milena JANKOWSKA Piotr GAS

The increasing number of artificial sources of electromagnetic fields (EMFs) raises concern about its impact on human health. Beside many beneficial and therapeutic applications of EMFs [1], there are more and more publications describing the unfavourable effect of the EMFs exposure on humans and mostly pointing on the deterioration of well-being, disruption of the nervous system functions or the cancer occurrence. Recently, there have also appeared articles indicating the relationship between the higher incidence of neurodegenerative diseases and the increased exposure to EMFs [2]-[4]. However, the published results are not unequivocal and often contradictory. Researchers try to define a mechanism that could explain the impact of EMFs exposure on the increased incidence of neurodegenerative diseases, suggesting the participation of, among others, oxidative stress. Nevertheless, further research is needed to thoroughly explain the mechanism of action of the EM field on the central nervous system and to explain the potential relationship with neurodegenerative diseases. In this paper, neurodegenerative diseases such as Alzheimer's disease (AD), Parkinson's disease (PD), amyotrophic lateral sclerosis (ALT) and multiple sclerosis (MS) will be briefly presented. Next, the relationship between the incidence of neurodegenerative diseases and the EMFs exposure will be discussed. Also an examples of usage of EM fields in the treatment of neurodegenerative diseases will be described at the end. A brief description of neurodegenerative diseases Neurodegeneration is the progressive loss of structure or function of neurons, including death of neurons. There are several hundred neurodegenerative diseases (NDD), and the main difficulty in their classification lies in the fact that their symptoms may coincide with each other. An additional issue in the classification of neurodegenerative diseases is the fact that in many neurodegenerativ więcej » Czytaj za darmo! »

Prediction of the parameters of magnetic field of CNC machine tools DOI:10.15199/48.2019.01.34

Joanna MICHAŁOWSKA Jerzy JÓZWIK

The effect of the electromagnetic field (PEM) of high frequency on the tissue of the body is a subject of research conducted by numerous scientific centres across the world. Electromagnetic radiation causes various ailments among workers, depending on the field strength and frequency. Operation of a technological machine in the electromagnetic field (PEM) that derives from various sources puts a machine operator in danger of harmful factors. PEM can also affect negatively operation of the machine and operating system [1, 3]. The forecast methods applied to economy were used, including the Simple Moving Average (SMAMS) and weighted- average method (WMAMS), or using the simple model of exponential smoothing. The method of the Simple Moving Average is based on a time series. Time series should be characterized by a fixed (average) level with random fluctuations. The average moving weighted method, similarly to Simple moving Average is based on a time series. The basic assumption was that the time series of deviation change should be characteristic of a fixed (average) level with random fluctuations. The premise for using the method is high random fluctuations. The action mechanizm of the method takes into consideration the phenomena of dating the information (the most recent information are of greater importance) (Fig.1, Fig.2). Fig.1. General form of time series and its components in typical course of time series The basic method of electromagnetic risks assessment at workplace, used in accordance with the regulation of the Minister of Labour concerning NDN electric and magnetic fields and Polish PN-T-06580:2002 norm, is based on induction of magnetic field and that affect the operator [2, 4, 5, 6]. Fig.2. General form of time series and its components in time series components (random, seasonal, cycl więcej » Czytaj za darmo! »

Electromagnetic Fields and Colony Collapse Disorder of the Honeybee DOI:10.15199/48.2019.01.35

Joanna WYSZKOWSKA Przemysław GRODZICKI Marcin SZCZYGIEŁ

Honey bees (Apis mellifera L.) are the most important pollinators of many agricultural crops worldwide. The abrupt decline in pollinator abundance and diversity is not only a conservation issue but also a threat to crop pollination. This problem is one of the most popular among recently conducted studies. Theories involving mites, pesticides, global warming, and genetically modified crops, have been proposed, but all have drawbacks. Another possible cause of that phenomenon is the development of telecommunications technology and the increasing number of electromagnetic field sources [1-4]. It is assumed the electromagnetic fields (EMFs) interfere with bees' navigation systems, preventing the home-loving species from finding their way back to their hives. Colony Collapse Disorder (CCD) occurs when a hive's inhabitants suddenly disappear, leaving only queens, eggs and a few immature workers. The vanished bees are never found but are thought to die singly, far from home [2]. As with many other eusocial animals, honeybees have a fascinating ability to sense the Earth magnetic field and use it for the spatial orientation. The presence of organized magnetic nanoparticles in bee bodies is well documented and indicated as a possible magnetic detector [5-14]. Magnetoreception is applied by bees, during their waggle dances [15]. This kind of communicative dance is performed by bees in the hive’s interior, in complete darkness, to inform other workers about potential food sources. In swarming colonies, dances provide information regarding the new nest location, and when to move in. The honeybees have a sensitivity to the Earth’s magnetic field poles and lines, and they use the information about the location and orientation of the hive entrance relative to the direction of the EMF force lines. Many experimental data confirm a spatial orientation loss and behavioural disturbances in the honeybee colonies, whose location and więcej » Czytaj za darmo! »

The review of methods and systems of the fault-tolerant control of variable-frequency electric drives DOI:10.15199/48.2019.01.36

Mykhaylo ZAGIRNYAK Viacheslav MELNYKOV Andrii KALINOV

Introduction Correct functioning of variable-frequency electric drives (VFD) with induction motors (IM) depends on the reliable operation of IM, a three-phase autonomous voltage invertor (AVI), and a control system (CS). IM malfunctions include failures of: - one or several phases of the stator; - electrical asymmetry; - magnetic asymmetry; - mechanical breaks, etc. AVI malfunctions include: - the failure of a separate semiconductor switch; - the failure of one or two invertor arms; - the malfunction or failure of the control driver, etc. CS malfunctions include: - the break of angular rotation frequency sensor; - the break of the current sensors; - the breaks at the formation of the control signals, etc. The share of IM malfunction is the biggest in the whole scope of VFD failures. When IM operates with insignificant defects or with the breaks at the early stages of their development the system maintains its operability. In this case the quality of control deteriorates; the indices of the energy efficiency of the process of the electromechanical energy conversion decreases, the losses increase essentially and variable components of the electromagnetic torque and consumed active power appear. In such cases fault-tolerant control systems (FTC) are of great interest. They usually consist of two parts: the system of diagnostics and fault revelation and the system of the formation of special control impacts for their compensation. The scope of FTC systems is determined by the elements for which it is important to maintain an operational state in case of damage, despite the reduction in power, speed and energy efficiency: - electric transport drive; - electric drive of critically important technological objects; - electric drive of fire pumps, pumping stations of public water supply and water disposal; - electric drive of ventilation systems. Problem statement With the given significant number of developed fault toler więcej » Czytaj za darmo! »

The assessment of the processes of aging of the electric machines with structural unit defects using the genetic approach DOI:10.15199/48.2019.01.37

Mykhaylo ZAGIRNYAK Viacheslav PRUS Vasyl SHYNKARENKO

Flexibility is one of the main features of contemporary production. First of all, it means a capability to quickly readjust to the issue of a new product. In this case, it is necessary to meet a number of basic requirements to the technological equipment foremost determining its efficiency and reliability indices. As a rule, the most part of this equipment is partially or completely automated. This, along with the use of control facilities, implies the presence of controlled devices, first of all, various electric machines (EM). They chiefly determine energy consumption and partially - the reliability of the whole equipment. Having comparatively long mean-timebetween failures, most often, such EMs are not subject to change during the modernization of the equipment [1]. However, everybody knows that their parameters and characteristics deteriorate during long-term operation and repairs due to their aging [2]. Nowadays universal approaches to the analysis of aging processes in technical systems, including EMs, are practically absent. The idea of EM aging did not widely spread in the technical and research literature because of the impossibility of its exact description and mathematical representation. However in this case we can consider it as partial loss of the properties and characteristics by the basic structural materials, elements and whole EMs under the influence of external factors occurring in the process of operation and repairs with the course of time. As the final stage of this process is of little practical interest, one can consider the moment of time when EM does not provide the required technological conditions or when the expenditure on their operation essentially influences the cost of the issued product to be the limit of aging. Thus, the substantiation of the principles of taking into account the processes of EM aging is an important scientific-research problem. In the future, it will enable forecasting więcej » Czytaj za darmo! »

Charging infrastructure and testing of the electric vehicle energy battery decline DOI:10.15199/48.2019.01.38

Anna ZIELIŃSKA

The motoring and electricity markets have been separate sectors of the economy not so long ago. They operated independently of each other, they did not have a common recipient -- a common denominator. It resulted from the fact that they presented types of energy carriers - although in both cases they were fossil. Currently, the dynamically developing automotive and transport sector opens up a whole new dimension of usability. The transport sector is responsible for about 30% of the total final energy consumption and for about 25% of harmful gas emissions [1]. One of the ways to reduce this share is to replace traditional vehicles with internal combustion engines (ICE) with battery electric vehicles (EV) and hybrid vehicles with an extended range with a battery (plug-in hybrid electric vehicle PHEV) [2]. Electric vehicles are much more energy-efficient and clean, i.e. they do not emit these impurities. Among other things, for this reason, as current sources state until 2030, half of the cars in the world will be electrified. 20% of cars sold in Europe until 2023. will have an electric motor. The total withdrawal of combustion cars from sale until 2030 is declared by countries such as Norway, the Netherlands and Germany [3]. To achieve these results and maintain the current upward trend, electric vehicles must be widely used in the future (Fig.2.). Although they still have a small market share, there is an increasing interest in this type of technology. This is achieved by overcoming their traditional bottleneck, which provides short range, high price (these two are mainly related to the battery) and lack of charging infrastructure, also of quick type [4]. To illustrate the main "deceleration of expansion" of the electric vehicle in the simple comparative analysis of EV and a diesel-powered car, the cost of purchase, annual operating costs, replacement cost of batteries (after 8 years for EV), fuel cost, electricity costs, więcej » Czytaj za darmo! »

Area monitoring using the ERT method with multisensor electrodes DOI:10.15199/48.2019.01.39

Tomasz RYMARCZYK Grzegorz KŁOSOWSKI Paweł TCHÓRZEWSKI Tomasz CIEPLAK Edward KOZŁOWSKI

Tomography is a technique that allows obtaining a cross-sectional image of the examined object on the basis of data from the measurement of a given physical value (radiation, capacity, resistance, etc.) at selected points usually lying on the edge of the tested area. The resulting measurement vector is used to reconstruct the crosssection image using appropriate algorithms. The obtained image represents the distribution of a certain feature of the examined object depending on the type of tomography used. It can be material density, concentration, electrical permittivity, conductivity, etc. Electrical tomography covers many tomographic imaging methods based on the processing of various electrical parameters [1,3,4,7,9,10,12-14]. Despite the fact that many methods have already been developed for assessing damage to flood embankments, there is no single universal tool for their diagnosis and monitoring. In this paper, a new method for testing flood embankments and landfills by means of electrical resistive tomography (ERT) was presented. For the needs of the research, a special measuring system was developed with special multisensor electrodes for depth measurements using ERT. The algorithms used for image reconstruction were based on gradient and topological methods. After minor modifications, it is possible to apply the discussed technique to solving reverse problems in electrical tomography [6, 18-23]. The combination of tomographic techniques with reconstruction algorithms allowed non-invasive and more accurate spatial assessment of seepages and damages to flood protections. Model Electric tomography including ERT enables non-invasive measurements of various types of technical objects. The i więcej » Czytaj za darmo! »

Detection of seepages in flood embankments using the ElasticNET method DOI:10.15199/48.2019.01.40

Tomasz RYMARCZYK Edward KOZŁOWSKI Grzegorz KŁOSOWSKI Paweł RYMARCZYK Przemysław ADAMKIEWICZ Jan SIKORA

Electric tomography is based on the transformation of data taken from the surface of the tested object into the image of its cross-section. There are many methods to optimize the obtained image by solving the appropriate objective function [1-5,13,15,16,20-25,32]. The algorithm based on the ElasticNET presented in this article is a new proposal in tomography. Fig. 1. Model of measuremnt system. The way of working of electrical impedance tomography (EIT) consists in introducing electrical voltage to the tested object by means of a set of electrodes located on the surface of the object. Next, the measured values of electrical potentials between individual electrode pairs are collected. Conductance of individual sections of the crosssection of the tested object is reconstructed on the basis of known values of voltages and measured values of potentials. Reconstruction of the image obtained by electrical tomography requires sophisticated modeling. This method of imaging consists in the fact that the conductivity distribution of the tested object is estimated on the basis of measurements of electrical voltages and electrode potentials on the surface of their contact with the tested object. In order to obtain quantitative data on changes in the conductivity inside an object, it is more effective to apply a non-linear model in differential imaging [1,6-12,14,17- 199,26-31]. In Fig. 1 shows the model of the measurement system. ElasticNET Let’s consider the problem of recognizing linear dependencies (1) Y  X   where Y Rn , X Rnk1 are the observation matrices of a output variable and predictive variables respectively,   Rk1means a matrix of structural parameters, while  Rn vector of independent random variables. The wellknown method of least squares consists in estimating unknown parameters & więcej » Czytaj za darmo! »

Fracture Testing of Energy Materials for Application in Electrical Engineering DOI:10.15199/48.2019.01.41

Zdravko PRAUNSEIS Tadeja PAVLINA

The basic operation topology of Stirling engine is implemented when the engine receives thermal energy and converts it into mechanical movement. Conversion is possible with three different types of Stirling engine, alpha, beta or gamma type. All three types need an external source of thermal energy. It can be provided by different conventional energy sources or renewable energy sources in applications with external combustion. Stirling engine is most often used in micro Combined Heat and Power (μCHP) applications, which are mostly based on renewable energy sources. Versions with mirrors, using solar energy, and versions with external combustion of e.g. biomass, are used. A pressure vessel is a component of Stirling engine as container designed to hold gases or liquids at a pressure substantially different from the ambient pressure. Pressure vessels can be dangerous, and fatal accidents have occurred in the history of their development and operation, thus in present research determination of quality assessment of high strength steel used for pressure vessel design is necessary [1-4]. Pressure vessel of prototype Stirling engine operated under 210 OC as a hot cylinder and it is made by high temperature resistance steel 10CrMo10V5 and welded together with two undermached welds (Fig. 1). In the assessment of pressure vessels as a welded structures the consideration of both strength mismatching and transferability cannot be avoided. In this paper we first review the effects of the mismatch observed in pressure vessel with two welded joints on strength and fracture, and show that the plastic constraint due to strength mismatching plays an important role in fractureinitiation behavior for ductile and brittle cracks which appeared in the pressure vessels [3]. Finally, for all testing of pressure vessel and the steel specimens the standard test procedures were used for determining the weldability and quality assessment of hig więcej » Czytaj za darmo! »

Parameter determination of a solar cell model using differential evolution algorithm DOI:10.15199/48.2019.01.42

Klemen SREDENŠEK Sebastijan SEME

Research and development of photovoltaic (PV) cells has led to higher efficiencies, significant cost reductions and long operating lifetimes with minimal degradation [1]. The double diode model of the photovoltaic cell/module is fast becoming a viable alternative to the highly popular single diode model for PV simulations [2]. In general, there are two ways to extract the solar cell parameters: (1) analytical and (2) numerical method The analytical technique requires information on several key points of the I-V characteristic curve, i.e. the current and voltage of at the maximum power point (MPP), short-circuit current, open-circuit voltage and slopes of the I-V characteristic at the axis intersections. It has been noted that the I-V is highly non-linear and any wrong selected points may result in significant errors in the computed parameters [3]. While the numerical extraction technique relies on mathematical algorithm to fit all the points in the I-V characteristic curve. The results obtained by numerical extraction technique are more accurate, compared to the analytical technique, due to utilization of all points on the I-V curve. The following authors present different approaches to extract solar cell parameters. AlRashidi [4] presents a new technique based on pattern search (PS) optimization for estimating different solar cell parameters. The proposed approach is tested and validated using double diode model, in which the estimated parameters are generated photocurrent, saturation current, series resistance, shunt resistance, and ideality factor. Chin [2] presents the implementation of a hybrid solution, i.e. by incorporating the analytical method with the differential evolution (DE) optimization technique. Three parameters, i.e. generated photocurrent, saturation current of the first diode and shunt resistance are computed analytically, while the remaining ideality factors, saturation current of the second diode and s więcej » Czytaj za darmo! »

Glare assessment for research and development of measurement methods DOI:10.15199/48.2019.01.43

Dariusz SAWICKI Agnieszka WOLSKA Tobias PORSCH

Light plays a very important role in a human life, especially artificial light allowing work and perform any activities after dark. Glare is one of the most important lighting quality parameter. It is accompanying the process of vision that affect human visual comfort, wellbeing and performance. It could be also the indirect reason of accidents at workplaces and other illuminated public and private areas. Depending on the type of glare (discomfort, disability, blinding) the accompanying risk is of different level [1]. International standards and CIE documents define rules for discomfort glare assessment and application of relevant index: Unified Glare Rating (UGR) for indoor workplaces [2, 3, 4]. Additionally the development of application of imaging luminance measuring device (ILMD) allows for practical measurement of UGR. The formula for UGR determination and related requirements for maximum limit values of UGR are known for many years. However the studies concern glare assessment are still being carried out. They concern both exploration for a new glare metrics and development of new measurement methods for objective glare assessment. It is worth noting at this point that the measurement of glare refers to two independent issues:  measurement under real conditions in order to assess the glare, based on UGR determination,  measurement for testing glare perception under different glaring conditions and for the development of measurement methods. Conditions and rules of both issues of glare measurements are different. Despite the passage of many years from the beginning of glare research, no standard of conducting laboratory experiments was proposed. Each researcher conducts study according to his own original method and his own procedures, using equipment available in his own laboratory. This is due to the variety of factors affecting glare and the complexity of the research process. It is also difficul więcej » Czytaj za darmo! »

Problematyka przyłączania do sieci dystrybucyjnej stacji ładowania autobusów elektrycznych DOI:10.15199/48.2019.01.44

Mariusz KŁOS Krzysztof ZAGRAJEK Piotr BICZEL Łukasz SOSNOWSKI

Rosnąca świadomość społeczeństwa w zakresie redukcji emisji spalin i hałasu spowodowała poszukiwania alternatywnych rozwiązań w stosunku do paliw konwencjonalnych, w szczególności w dziedzinie transportu. Należy wspomnieć, iż problem został zauważony także przez europejskie organy władzy, które w 2014 roku wydały dyrektywę 014/94/UE z dnia 22 października 2014 r. w sprawie rozwoju infrastruktury paliw alternatywnych [1]. Zobowiązuje ona kraje członkowskie do ustanowienia krajowych ram polityki rozwoju infrastruktury paliw alternatywnych. W związku z tym, Rada Ministrów w Polsce przyjęła dnia 29 marca 2017 r. Krajowe ramy polityki rozwoju infrastruktury paliw alternatywnych [2]. Wprowadzają one założenia funkcjonowania transportu opartego na paliwach alternatywnych tj. energii elektrycznej, gazie ziemnym i wodorze. Jednym z kluczowych postanowień zawartych w Krajowych Ramach polityki rozwoju infrastruktury paliw alternatywnych [2] jest stworzenie regulacji prawnych i wprowadzenie obowiązku wykorzystywania pojazdów niskoemisyjnych przez przedsiębiorstwa realizujące usługi publiczne. Należy bowiem pamiętać, że rozwój elektromobilności oraz wzrost liczby pojazdów zasilanych m.in. gazem ziemnym nie dotyczy wyłącznie samochodów osobowych, ale także autobusów elektrycznych, funkcjonujących w ramach transportu publicznego na terenie gmin. Powyższe zagadnienie zostało zawarte w Ustawie z dnia 11 stycznia 2018 roku o elektromobilności i paliwach alternatywnych [3] (zwanej dalej Ustawą). W niniejszym artykule poddano analizie wyłącznie, wykorzystanie w ramach transportu publicznego pojazdów elektrycznych. Zgodnie z art.36 ust.1 Ustawy, każda jednostka samorządu terytorialnego, zamieszkana przez co najmniej 50 tysięcy osób, będzie zobligowana do posiadania w swej flocie transportu zbiorowego 30% autobusów zeroemisyjnych. Realizacja tak postawionych celów jest wyzwaniem dla lokalnych organów administracji, operatorów transportu publ więcej » Czytaj za darmo! »

The theory of asymmetrical delay line with the surface acoustic wave for non-electric sensors DOI:10.15199/48.2019.01.45

Milan ŠIMKO Milan CHUPÁČ

Among the perspective acoustoelectronic components with the surface acoustic waves (SAW) there are in addition to the bandpass filters also delay lines (DL) and resonators, which are used as selective elements of oscillators with harmonic oscillations. The main advantage is their small size and low weight, high mechanical strength, low sensitivity to vibration as well as the possibility to make the oscillators without the use of inductor. This is what guarantees their manufacturing perspective and wide range of use in measuring of electric and non-electric variables, in radio electronics, telecommunications, and introduces the necessity of elaboration of questions concerning to their theory and manufacturing. In the present paper it is elaborated the theory of an asymmetrical delay line with interdigital transducer (IDT) with diluted electrodes. Synthesis of Asymmetrical Delay Line An asymmetrical delay line has input IDT with a small number of electrodes (i.e. broadband), and output IDT with a large number of electrodes (i.e. narrowband). Module characteristic can be close to the synchronous frequency sufficiently accurately approximated by the function of sinx/x where x = N(f-f0)/f0 When increasing the number of electrodes IDT however, there is a strong signal caused by reflections from the edges of the electrodes, which substantially impairs the delay line properties and at the same time of the whole oscillator [1[. To suppress the signal we partly remove in the narrowband IDT the electrodes (i.e. "diluted" - divided into groups IDT). A similar problem arises in the synthesis of the filter with a narrow and very narrow pass band f3/f0 = 0,1 to 0,5 % (n. On the contrary, the methods of synthesis of filters with SAW are accurate at a relatively wide pass band f3/f0 = 1 to 30 %). Frequency and Time Characteristics of the Individual Groups of Electrodes in IDT with Diluted Electrodes The diluted IDT refers o więcej » Czytaj za darmo! »

Power flow control and management of a Hybrid Power System DOI:10.15199/48.2019.01.46

Abdelhaq AMAR BENSABER Mustapha BENGHANEM Abdelmadjid GUEROUAD Mohammed AMAR BENSABER

Renewable energy application like the solar cell, wind turbine..., has expanded in the last decade especially in isolated areas like Sahara in Algeria where there is a great solar resource and a modest wind potential. The prime renewable sources disadvantages are uncontrollable and unpredictable in nature. Thus it is difficult to generate require quantity of power to fulfill load demand and also the generated power contain frequency/voltage variations. Hybrids renewable energy system utilizes two or more energy sources [1-4], usually solar along with wind sources because its abundance in nature and both can complement each other [5]. The subsystems are connected into a DC bus to ensure adaptability of the energy; this method doesn’t require synchronization [6-15]. However, adding battery banks is necessary to satisfy a peak or temporary period load demands. Battery based energy storage system is widely used in standalone system because of its mature technology, high efficiency, quick response, low cost and improve the power-supply stability, quality and reliability [5, 12, 13, 15]. Both the energy systems are used to charge a battery using bi-directional converter. In this article, modelling, controls of hybrid system are developed. The main control methods proposed are to track the maximum power from the wind/solar energy source to achieve much higher generating capacity factors then to manage the power flow from these sources. A simple LC filter is applied to eliminate the undesirable high frequency harmonics. The proposed standalone PV-wind-battery hybrid system model in this paper has been modeled, designed, and simulated using Matlab, results are presented to verify it performance under various weather circumstances. The general configuration of the system This configuration is fit for stand-alone hybrid power system. Wind and solar energy are converted into electricity and then sent to loads or stored in batte więcej » Czytaj za darmo! »

Global Stability of Backsteping Control with Robust Nonlinear Observer of Induction Motor in 􁈺􀢻, 􀢼􁈻 Frame DOI:10.15199/48.2019.01.47

Amine CHENAFA Mohammed CHENAFA Abdellah MANSOURI Abdelkader CHAKER

Induction motors are nonlinear, coupled, multivariable process. Nevertheless, they become more and more appealing because of their reliability, robustness and low cost or maintenance [3]. We built a globally stable nonlinear control law with real effectiveness for the adopted strategies and we describe a speed dependent observer. We based the initial strategy on backstepping control. Here we design the observer based on a nonlinear control law in order to ensure the globally stability of the process observercontroller system. The main contributions of the paper are the following: First, we propose a new observer modified for a special class of nonlinear systems applied to the induction motor [1]. Secondly, the model is nonlinear in the frame 􁈺􀟙, 􀟚􁈻 without making the FOC. Third, the demonstration of global stability (system-controller-observer). Lastly, intensive simulations in different conditions are performed to show that the general strategy proposed is very satisfied. We organize the paper as follow: we present in Section 2 the induction motor model. In Section 3, we present a nonlinear observer, an application to the induction motor, the control algorithm and the global stability proof. In Section 4, we give simulation results and comment on them with implementation in Matlab-Simulink. Modeling of the induction motor The model used is a classical induction model of Park in a frame 􁈺􀟙, 􀟚􁈻 fixed to stator, given by [1]: (1) 􀝔􁈶 􀵌 􀝂􁈺􀝔􁈻 􀵅 􀝃􀝑 with: 􀝔 􀵌 􀵣􀝅􀯦􀰈, 􀝅􀯦􀰉, 􀟮􀯥􀰈, 􀟮􀯥􀰉, 􀟗􀵧􀯍 , 􀝑 􀵌 􀵣􀝑􀯦􀰈, 􀝑􀯦􀰉􀵧􀯍 Here 􀝔 con więcej » Czytaj za darmo! »

Tropical climate effects on corona power losses on 275 kV transmission lines in the South Sulawesi system DOI:10.15199/48.2019.01.48

Ikhlas KITTA Salama MANJANG Ida RACHMANIAR Faris MARICAR

The power system consists of generating units, transmission lines and distribution networks. The transmission network is considered as the backbone of the electric power system that connecting the power plant center with the load center. In general, the transmission line carries an electric current that reach hundreds of kilometers. The entire transmission system is interrelated due to economic reasons, security and reliability which is a transmission line requirement based on system planning [1]. Every time the generating unit is added to the system, there is a need for a transmission line to transfer power from the generating station to the load center. But the longer the transmission line is used, the greater the electrical power losses in the transmission line so that the electrical power that reaches the destination has been reduced which causes the transmission line efficiency to be low and the transmission line voltage regulation becomes high. To avoid this, the option is to increase the voltage on the transmission line from high voltage level to extra high voltage. Therefore, one of the efforts to reduce electric power losses and improve the quality of stress in the province of South Sulawesi, one of the provinces in the country of Indonesia, or often called the South Sulawesi system, is insertion of 275 kV transmission network. In addition to these reasons, the application of the 275 kV transmission line is to connect power plants in the area of renewable electricity to the load center in South Sulawesi, namely the City of Makassar (the capital of South Sulawesi province). South Sulawesi has many primary energy sources, especially in the form of hydropower which can be developed into hydroelectric power plant. Hydropower potential that can be developed into around 1996 MW [2]. Indonesian, especially South Sulawesi, is on the equator line having a tropical climate, precisely the wet tropical climate. This is also więcej » Czytaj za darmo! »

An improved local search involving bee colony optimization using lambda iteration combined with a golden section search method to solve an economic dispatch problem DOI:10.15199/48.2019.01.49

Apinan AURASOPON Wanchai KHAMSEN

The operating cost of a power plant mainly depends on the fuel cost of generators which is minimized via economic dispatch. The Economic Dispatch (ED) problem is one of the fundamental issues in power system operation. The main objective is to reduce the cost of energy production taking into account transmission losses while satisfying equality and inequality constraints. The rational distribution of economic load between running units can lead to significant cost savings making it important to research the economic dispatch problem. Several classical methods, such as the lambda iteration method [1], quadratic programming [2], the gradient method [3], dynamic programming [4], linear programming [5], and nonlinear programming [6] have been applied to solve ED problems. However, these methods are not feasible in practical power systems owing to the non-linear characteristics of the generators. Solutions can be limited to achieving a local optimum which leads to less desirable performance. In addition, these methods often use approximations to limit complexity. Recently, a number of researchers have used meta-heuristic optimization techniques, which are unlike conventional mathematical techniques, to solve ED problems in power systems. Different meta-heuristic approaches have proved to be effective with promising performance, such as a Genetic Algorithm (GA) [7]-[9]. Such methods have been inspired by the Darwinian law of optimal survival of a species, Particle Swarm Optimization (PSO) [10]-[12] inspired by the social behavior of bird raising or fish production, Ant Colony Optimization (ACO) [13]-[14] inspired by food habits in an ant colony, and by Tabu Search (TS) [15] as a way to build a better foundation from prior knowledge. This latter method records previous answers and forbids the new solution to converge at the same point for different input data. Other methods to be used include the Cuckoo Search Algorithm (CSA) [1 więcej » Czytaj za darmo! »

DC glow discharge modelling by using electrons transport parameters from the BOLSIG+ code DOI:10.15199/48.2019.01.50

Mohammed BOUKABBOUT Ben-Yssaad KRALOUA Ali HENNAD

In a DC glow discharge, the electric field is homogeneous in the inter-electrode space. The ions striking the cathode create secondary electrons. The electron avalanche creates much electron that ions but electrons being 100 times faster than ions, they drift quickly to the anode where they are absorbed. The ions having a lot of inertia accumulate in the inter-electrodes space, then the number of ions accumulates increases and from an accumulation threshold, the electric field is no longer homogeneous while it decreases on the side anode, which has the effect of slowing the electrons that drift towards the anode. The process continues until the electric field at the anode vanishes. The electrons can no longer pass freely to the anode and are considerably slowed down. The electron number density increases until to equal of the density of ions. A plasma is formed near the anode. The number of charged particles increases and the plasma extends from the anode to the cathode. The extension of the plasma compresses the region of strong field towards the cathode. These phenomena continue until the creation of charged particles is equilibrate (creation=losses). Two regions appear, the sheath and the plasma. The majority of electric discharge in gases (plasma) are built upon the Boltzmann equation. In principle, the combination of the Boltzmann equation, together with the Maxwell equations, needed for computation of the electromagnetic field, describes the physics of many discharges completely provided that this set of equations is equipped with suitable boundary conditions. In practice, however, the Boltzmann equation is unwieldy and cannot easily be solved without making significant simplifications. Fluid models describe the various plasma species in terms of average hydrodynamic quantities such as density, momentum and energy density. These quantities are governed by the first three moments of the Boltzmann equation: continuity więcej » Czytaj za darmo! »

Methodic of calculation of fully HTS silent-pole electrical machine DOI:10.15199/48.2019.01.51

Konstantin KOVALEV Nickolay IVANOV Ekaterina TULINOVA Julia NEKRASOVA

High performance and specific power of HTS electrical machines make them the most promising in the way of develop of future electrical aircraft, high speed transport systems, wind turbines and etc [8, 9]. Design of HTS machine with HTS windings is the most interesting in case of high specific output parameters. In this paper fully HTS electrical machine with silent-pole rotor is described. Analytical expressions for the distribution of magnetic fields in the active zone of a fully HTS electrical machine. The design scheme of a multipolar salient-pole synchronous electrical machine with HTS windings on a magnetically soft rotor core is shown in Figure 1. In general, the stator winding can have different configurations and vary in the number of phases, slots, shortening, distribution, etc. To determine the analytical solution for the problem, the armature winding can be replaced by an equivalent current layer at the bore diameter. In particular, this approach was used in the studies of electrical machines with bulk HTS elements [1,2] and HTS windings [3, 4, 7]. Fig. 1. Design scheme of an electrical machine with a ferromagnetic rotor and HTS windings It is possible to use the superposition of the fields created by the currents in excitation and armature windings with the assumption of the constancy of relative magnetic permeability in ferromagnetic sections. The parameters of the machine under consideration are determined on the basis of approaches described earlier in [1, 4]. Therefore, in this paper obtained expressions take into account the relative magnetic permeability of HTS windings which can differ from [1], the magnetic properties of the salient-pole rotor can be taken into account only without saturation. The distribution of magnetic fields is described on the basis of Maxwell's equations with the following conditions on the boundaries of areas with different magnetic permeabilities [5]. To set the problem of cal więcej » Czytaj za darmo! »

Ortogonalne i Nieortogonalne-Zaburzone Próbkowanie Sygnałów Harmonicznych DOI:10.15199/48.2019.01.52

Maciej SIWCZYŃSKI Marcin JARACZEWSKI

Próbkowanie ortogonalne sygnałów harmonicznych Zadany sygnał harmoniczny [1,2,3] (1) y t   2 Y cos t  ΣY  ze swoją reprezentacją zespoloną (2) 1 2 Y |Y | e jΣY  Y  jY ma pobierane próbki y(0), y(3/2). Między współrzędnymi liczby zespolonej a próbkami łatwo odkryć następującą relację (3) 1 3 2 2 1 (0) 2 ( ) Y y Y y               Próbki pobierane są w odstępie kątowym 2 4  , dlatego próbkowanie to zostanie nazwane ortogonalnym. Liczbę zespoloną Y można przedstawić w postaci 2- wektora, albo równoważnie w formie 2x2 macierzy: (4) 1   1 2 2 2 1 Y Y Y Y Y Y Y Y                W szczególności, gdy 1 jest jednostką rzeczywistą a j jednostką urojoną, to znaczy: 1 0 , j= 0 1 1                1 0 0 1 1         1 - macierz jednostkowa rzeczywista   0 1 1 0 j          J && - macierz jednostkowa 'urojona' Operację [] nazywa się matrycyzacją liczby zespolonej, a operację odwrotną []-1 rewektoryzacją. Relacja sprzężenia daje: (5) * 1 *   2 ' Y Y Y Y Y          Gdzie znak []' znak transpozycji macierzy. W szczególności J *  J Działanie mnożenia liczb zespolonych Definiuje się więcej » Czytaj za darmo! »

Wyznaczanie parametrów modeli obwodowych silników indukcyjnych DOI:10.15199/48.2019.01.53

Bogusław KAROLEWSK Paweł RADZIK

Pomimo rozwoju sposobów modelowania polowego silników indukcyjnych, nadal w wielu zastosowaniach wykorzystywane są modele obwodowe. Są one znacznie prostsze, łatwiejsze do wykorzystania i dostarczają bezpośrednich informacji dotyczących przebiegów prądów, momentów i prędkości w ustalonych i nieustalonych stanach pracy silnika. W związku z długoletnim okresem rozwoju teorii dotyczącej modelowania obwodowego, stosowane modele są dobrze rozpoznane i sprawdzone. Istnieją nawet programy - takie jak ATP czy Simulink - oferujące gotowe bloki zawierające model silnika, który można wykorzystywać w swoich aplikacjach. Jednak w przypadku modelowania rozbudowanych układów elektromechanicznych, konieczne jest dodanie do modelu silnika równań opisujących zachowanie pozostałych członów układu, które trzeba przystosować do wybranego środowiska programistycznego. Ponadto gotowe modele zawierają pewne ograniczenia czy uproszczenia, niektóre trudne do ścisłego rozpoznania, które mogą nie być skorelowane ze sposobem opisu pozostałych elementów systemu elektromechanicznego. Dlatego wielu badaczy nadal preferuje wykorzystanie własnego modelu silnika, w postaci układu równań różniczkowych i algebraicznych [20]. Pomimo rozwoju teorii obwodowego modelowania silników indukcyjnych, nadal występują problemy z właściwym wyznaczeniem wartości parametrów schematu zastępczego maszyny, które stanowią dane do symulacji. Wykorzystywanych jest do tego celu wiele różnych metod, różniących się stopniem komplikacji obliczeń i zakresem wymaganych danych. Niestety wyniki otrzymane różnymi metodami różnią się dość znacznie, a to wpływa na duże różnice pomiędzy uzyskiwanymi wynikami symulacji. Najprostsza z metod wykorzystuje dane katalogowe silnika [9], ale znane są różne jej odmiany [12]. Metoda pomiarowa opiera się na znajomości wyników próby biegu jałowego i zwarcia [14]. Przy projektowaniu silnika, jego parametry wyznacza się z dość skomplikowanych wzorów, więcej » Czytaj za darmo! »

Modelowanie tranzystora SiC-JFET w programie PSPICE DOI::10.15199/48.2019.01.54

Kamil BARGIEŁ Damian BISEWSKI Janusz ZARĘBSKI

Wprowadzenie Od roku 2008 na rynku dostępne są nowoczesne tranzystory JFET mocy (Junction Field-Effect Transistor) wykonane z węglika krzemu (SiC), które w porównaniu do klasycznych tranzystorów krzemowych charakteryzują się na przykład wyższymi dopuszczalnymi wartościami prądów oraz napięć zaciskowych, a także krótszymi czasami przełączania. Z tego względu wymienione elementy znajdują zastosowanie głównie w energoelektronicznych układach kluczujących mocy [1-3]. Niezbędnym narzędziem inżyniera-konstruktora układów elektronicznych są odpowiednie programy komputerowe przeznaczone do projektowania i analizy układów elektronicznych, zawierające wiarygodne modele elementów elektronicznych, w tym również przyrządów półprzewodnikowych. Na rynku dostępnych jest wiele programów tego typu, a jednym z najpopularniejszych jest SPICE (Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis) [4] oferowany przez wielu producentów oprogramowania w zróżnicowanych wydaniach. Na przykład, program PSPICE firmy Cadence Design Systems Inc. posiada obszerną bibliotekę modeli elementów biernych, a także modeli przyrządów półprzewodnikowych, w tym modelu Shichmanna-Hodgesa [4] krzemowego tranzystora JFET. W pracy oceniono przydatność wymienionego modelu pod kątem wyznaczania wybranych charakterystyk tranzystora JFET wykonanego z węglika krzemu. W tym celu wyniki symulacji porównano z autorskimi wynikami pomiarów charakterystyk statycznych tranzystora SiC-JFET o symbolu SJEP170R550 firmy SemiSouth [5]. Oceniono wpływ temperatury otoczenia na parametry i charakterystyki wymienionego przyrządu półprzewodnikowego. Z uwagi na zaobserwowane rozbieżności pomiędzy wynikami symulacji i pomiarów, zaproponowano modyfikacje wybranych zależności analitycznych wbudowanego modelu Shichmanna-Hodgesa tranzystora JFET wpływające na zwiększenie jego dokładności, co potwierdzono uzupełniającymi wynikami weryfikacji eksperymentalnej. Postać modelu tranzystora JFET więcej » Czytaj za darmo! »

Analysis of transient states during the switching on operation of small hydropower plants - computer simulations using the EMTP-ATP program DOI:10.15199/48.2019.01.55

Łukasz GRĄKOWSKI Katarzyna GĘBCZYK

Electricity produced from renewable energy sources plays a greater role in the energy balance of our country from year to year. The disadvantage of these solutions is the need for the presence of appropriate atmospheric conditions, so that energy production is possible and profitable at all. The requirements for environmental protection imposed by the European Union enforce special interest in RES installations. Hydropower is one of the most commonly used renewable technologies not only in Poland but also in the world. In small hydropower plants due to their simplicity, undoubtedly very good operating properties and the price, usually as generators, are used induction machines. Attachment of more and more scattered energy sources creates new problems that have not occurred so far. Therefore, this paper presents the analysis of hazards resulting from the inclusion of induction generators operating in small hydroelectric power stations [4]. The basis of the analysis were computer simulations carried out in the EMTP-ATP program. Power system and control of small hydropower plants Each element of the power system should be designed in such a way that it does not pose a threat to the work of the system itself and the people who serve it. Therefore, it is necessary to install a number of electrical devices in them for safety during normal operation and in emergency situations. Usually, in the power plant building, an electrical switchboard is installed where all the necessary electrical devices are installed [2]. The single-line diagram of a hydroelectric plant with an asynchronous generator is shown in figure 1. Figure 1 shows only the main elements of the tested system. An indispensable element of every hydropower plant working with an induction generator is reactive power compensation. Capacitor banks should be chosen so as to minimize the risk of self-ignition. For t więcej » Czytaj za darmo! »

Control of synchronous machines set with microprocessorcontrolled excitation units in high-voltage tests station DOI:10.15199/48.2019.01.56

Marian HYLA

Electrical equipment repair and service plants perform various types of tests of examined equipment such as power transformers, generators, motors etc. There are often few hours tests with the strictly defined, required for the specific test voltage. The specificity of performed tests requires that it is possible to continuously adjust voltage in the range of tens of kilovolts. At the same time the voltage change on the test bench due to changes in load parameters should be compensated by the automatic control system. These requirements can be met by the use of the synchronous generator with automatic, follow-up excitation circuit current control system cooperating with a suitable high-voltage transformer. The presented machines set with automatic control system was implemented in one of the Polish electrical equipment repair and service plant to supply high-voltage test station. System idea Figure 1 shows the block diagram of the synchronous motor-synchronous generator machines set with microprocessor-controlled power supply excitation units of both machines [1]. At the steady synchronous operation the synchronous machine can be described by a system of equations, which using per unit values is in the form [2-4]: (1) więcej » Czytaj za darmo! »

Możliwości termicznego łączenia światłowodów jednomodowych wykorzystywanych w metrologii DOI:10.15199/48.2019.01.57

Sławomir Andrzej TORBUS

Fizyczny falowód optyczny (falowód włóknisty, światłowód) jest złożony z dwóch warstw, które charakteryzują się różnymi współczynnikami załamania. Jest to więc cienkie wielowarstwowe włókno dielektryczne [1,2], którego wewnętrzna, centralnie położona warstwa szkła zwana rdzeniem jest pokryta ściśle przylegającą warstwą szkła zwaną płaszczem. Rdzeń ma znormalizowaną średnicę mieszczącą się w przedziale od 5 μm do 11 μm i charakteryzuje się wyższym współczynnikiem załamania - n1 niż warstwa otaczająca - płaszcz o średnicy 125 μm i współczynniku załamania - n2 [1,3], aby na zasadzie całkowitego wewnętrznego odbicia można realizować w nim transmisję. We włóknach światłowodowych można dodatkowo wyróżnić trzecią warstwę, która stanowi powłokę ochronną, nazywaną pierwotną warstwą ochronną bądź pokryciem zewnętrznym. Nadaje ona włóknom wytrzymałość mechaniczną i stanowi ochronę przed mikropęknięciami, na które narażona jest powierzchnia włókna, zwłaszcza przy stykaniu się z innymi materiałami. Powłoka ochronna jest nakładana w czasie procesu wyciągania włókna. Włókno posiadające te trzy warstwy (rys. 1.) posiada łączną średnicę 250 μm [3,4]. Rys. 1. Budowa włókna światłowodowego [wyniki własne] Podstawowym materiałem, z którego wykonywane są światłowody jednomodowe, jest krzemionka SiO2, która jest domieszkowana w celu otrzymania odpowiedniego współczynnika załamania. Stosuje się domieszki takich pierwiastków jak: bor (B), fluor (F), glin (Al), fosfor (P), german (Ge), tal (Tl), i inne [2,5]. W optoelektronice światłowodowej można wyróżnić dwie techniki realizacji jednomodowych włókien światłowodowych:  rdzeń wykonany z czystej krzemionki SiO2, natomiast płaszcz wykonany jest ze szkła typu SiO2-B2O3 lub SiO2-F2, które stanowi materiał o współczynniku załamania mniejszym prawie o 1% [2,6]. Rozwiązanie to jest stosowane bardzo rzadko,  płaszcz wykonany jest z czystej krzemionki SiO2, natomiast więcej » Czytaj za darmo! »